光合作用是地球氧气的主要生成来源,绿色植物、藻类、光合细菌利用太阳光能,以二氧化碳和水为原料,在叶绿体中合成有机物,同时释放氧气,形成大气氧气的天然循环。森林、热带雨林、海洋藻类是全球制氧的核心载体,其中海洋浮游藻类贡献了地球超50%的氧气,远超陆地森林的产氧总量,是全球氧气循环的隐形核心。自然环境中氧气也会持续消耗,除生物呼吸外,物质腐烂分解、岩石风化、自然燃烧、氧化腐蚀等过程,都会持续消耗大气中的氧气,长期以来产氧与耗氧保持动态平衡,维持大气氧含量稳定。
化学性质方面,氧气化学性质较为活泼,具有强氧化性与助燃性,但本身不可以燃烧,仅能支持其他物质燃烧,这是极易混淆的常识误区。绝大多数金属、非金属、有机物都能在一定条件下与氧气发生氧化反应。缓慢氧化是温和的氧化过程,过程缓慢无明显发光发热,比如铁生锈、食物腐败、水果氧化变色、人体新陈代谢、衣物老化都属于缓慢氧化;剧烈氧化则反应速度快,伴随发光、放热现象,包含燃烧、爆炸等形式,木炭、木材、天然气、汽油在空气中燃烧,本质都是物质与氧气的剧烈氧化反应。
不同物质在氧气中燃烧会呈现专属现象,可作为基础化学常识,木炭在纯氧中剧烈燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳;硫在氧气中燃烧产生明亮蓝紫色火焰,释放刺激性二氧化硫气体;铁丝在空气中无法燃烧,在纯氧中可剧烈燃烧、火星四射,生成黑色固体四氧化三铁;蜡烛在纯氧中燃烧更剧烈,火焰明亮,燃烧产物为二氧化碳和水。氧化反应也分为有益与有害两类,燃烧供暖、金属冶炼、食物发酵依赖氧化反应,而金属锈蚀、文物氧化破损、食品变质、橡胶老化则是氧化带来的损耗,生活中常通过涂油漆、真空包装、隔绝空气等方式减缓氧化。
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