【高锰酸钾制取氧气的方法步骤是什么】在化学实验中,利用高锰酸钾(KMnO₄)加热分解制取氧气是一种常见的实验方法。该反应属于分解反应,适用于实验室中制取少量氧气。以下是该实验的详细操作步骤和注意事项。
一、实验原理
高锰酸钾在加热条件下会发生分解反应,生成锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)和氧气(O₂)。其化学反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2\uparrow
$$
此反应需要在加热条件下进行,且反应过程中会释放出氧气,因此可用于收集氧气。
二、实验器材与药品
名称 | 数量/规格 | 用途 |
高锰酸钾 | 适量 | 反应物 |
试管 | 1个 | 盛放反应物 |
酒精灯 | 1个 | 加热源 |
铁架台 | 1套 | 固定试管 |
导管 | 1根 | 导入氧气 |
水槽 | 1个 | 收集氧气 |
集气瓶 | 1个 | 收集氧气 |
棉花 | 少量 | 防止粉末飞溅 |
三、实验步骤
步骤 | 操作说明 |
1 | 在试管中加入适量的高锰酸钾固体,注意不要装得太满,一般不超过试管的三分之一。 |
2 | 在试管口塞上一团棉花,防止高锰酸钾粉末随气体逸出。 |
3 | 将试管固定在铁架台上,使试管口略微向下倾斜,防止冷凝水倒流。 |
4 | 点燃酒精灯,先预热试管,再集中加热高锰酸钾所在部位。 |
5 | 当导管口开始有气泡冒出时,说明氧气已开始产生,可将导管伸入水槽中收集氧气。 |
6 | 待气体连续均匀放出后,用集气瓶收集氧气,完成后先移除导管,再熄灭酒精灯。 |
四、注意事项
1. 加热前需检查装置气密性,确保实验过程中不漏气。
2. 试管口要略向下倾斜,防止冷凝水回流导致试管破裂。
3. 实验结束后应先撤导管后熄灯,避免水倒吸入试管中。
4. 高锰酸钾为强氧化剂,操作时应注意安全,避免接触皮肤或吸入粉尘。
五、实验现象与结论
- 现象:加热后试管内固体颜色由紫黑色逐渐变为黑褐色,并有气泡产生。
- 结论:高锰酸钾在加热条件下分解,生成氧气,证明其可用于实验室制取氧气。
通过以上步骤,可以成功地从高锰酸钾中制取氧气。该实验操作简单、现象明显,是初中及高中化学课程中的经典实验之一。