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地壳中最主要的元素

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:  地壳中含量最多的元素是氧。纯氧只存在于大气之中,约占空气总体积的21%,氧在地壳中的含量更多,竟占地壳总质量的48.6%,是地壳里最多的元素。  但是,氧在地壳里不是以纯氧的形态存在的,它与好多元素化合,构成化合物,例如氧化铝、氧化硅、碳酸钙……臭氧不稳定,容易自发地转化为氧。

  地壳中含量最多的元素是氧。纯氧只存在于大气之中,约占空气总体积的21%,氧在地壳中的含量更多,竟占地壳总质量的48.6%,是地壳里最多的元素。

  但是,氧在地壳里不是以纯氧的形态存在的,它与好多元素化合,构成化合物,例如氧化铝、氧化硅、碳酸钙……它们都是土壤和岩石的主要成分,氧为什么能生成那么多化合物呢?这是因为氧的性质很活泼,就好象一个人善于广交朋友一样,氧的朋友多极了,它能和许多元素结合成化合物。这些丰富多采的化合物,除了构成土壤、岩石和我们熟悉的水以外,还是许多重要矿藏的主要成分,如磁铁矿是四氧化三铁,石英砂是二氧化硅,锡矿是二氧化锡……实验室里制造氧,是靠富有氧而又不太稳定的物质分解出氧来。平常用加热氯酸钾(在催化剂存在下)或高锰酸钾的办法来制取氧。

  工业上制备氧,主要是用液态空气,在低温下(<-183℃)把空气压缩成液体,利用氧的沸点与其他气体元素不同分离出氧,再在一百多个大气压的压力下,把分出来的纯氧压进钢瓶里贮存起来,成瓶出售。

  气体氧是无色的,液体氧呈浅蓝色;在0℃时,100体积水中能溶解约5体积氧气,这对水中的生物有重要的意义,金鱼缸为什么要常换水,就是因为水中的氧是金鱼生存必不可少的。每当换过新鲜的水后,金鱼就会欢快地游动起来,并且大口大口地吸水。

  从化学角度来看,呼吸的本质是生物体内的碳和氢与空气里的氧相化合,同自然界里各处进行的氧化过程没有什么两样。登山运动员经常需要呼吸纯氧,因为高山上空气稀薄;危重病人也要呼吸纯氧,因为病人呼吸功能差。

  简单地说,氧化就是物质和氧的化合,假如伴随着氧化发出大量的热和光,那就是燃烧。一切氧化过程,在纯氧里都要比在空气中进行得更剧烈,下面的实验可以证明这一点:如果往一个盛满纯氧的玻璃瓶里伸进一支烧红的铁丝,铁丝就会剧烈地燃烧起来,发出麦黄色的火花,如同焰火一样,而常温下铁在空气里是不能燃烧的。

  氧是重要的工业原料,气焊需要纯氧,用氧气和乙炔(一种可燃气体)形成的“氧炔焰”温度可达3000℃,那真是削铁如泥,可以顺利地切割厚钢板。炼钢也要用纯氧,在炼钢炉顶吹氧,铁水里过多的碳可以烧掉,生铁就能炼成钢,过多的硅烧成二氧化硅,进入炉渣里除去,钢水就变得更加纯净,钢的质量就能提高。

  除了普通的氧气外,还有一种“臭氧”(臭读成xiù,它的分子是由三个氧原子构成的,气体臭氧呈天蓝色,具有特殊的气味,有很强的杀菌力,医院和研究所的无菌室常用它来灭菌消毒。臭氧不稳定,容易自发地转化为氧。

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