【高锰酸钾怎么制取氧气】高锰酸钾(KMnO₄)是一种常见的强氧化剂,在实验室中常用于制取氧气。通过加热高锰酸钾,可以发生分解反应,释放出氧气。以下是关于高锰酸钾制取氧气的详细总结。
一、实验原理
高锰酸钾在受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:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow
$$
该反应属于分解反应,且为放热反应,因此需要控制好温度,避免剧烈反应或爆炸。
二、实验步骤
1. 准备仪器与药品:高锰酸钾固体、试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等。
2. 装入药品:将少量高锰酸钾放入干燥的试管中。
3. 固定装置:将试管固定在铁架台上,导管一端插入试管口,另一端通入水槽中的集气瓶中。
4. 加热:用酒精灯对试管底部进行加热,注意不要直接加热药品。
5. 收集气体:当导管口开始连续冒气泡时,开始收集氧气。
6. 结束实验:停止加热后,先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯,防止水倒吸进入试管。
三、注意事项
- 实验前要检查装置的气密性。
- 加热时应均匀加热,避免局部过热导致炸裂。
- 氧气收集完毕后,需先移除导管,再熄灭火焰,防止水倒吸。
- 高锰酸钾具有强氧化性,操作时需佩戴防护手套和护目镜。
四、实验现象与结论
现象 | 说明 |
试管内固体颜色由紫黑色变为黑褐色 | 高锰酸钾分解,生成锰酸钾和二氧化锰 |
导管口有气泡产生 | 说明氧气正在生成并被排出 |
集气瓶中氧气逐渐充满 | 氧气被成功收集 |
结论:高锰酸钾在加热条件下能分解生成氧气,是实验室制取氧气的一种常用方法。
五、总结
高锰酸钾制取氧气是一种简单、直观的化学实验,适用于中学化学教学。通过合理控制实验条件,能够安全有效地获得氧气。掌握这一实验不仅有助于理解分解反应的原理,还能提升学生的动手能力和科学素养。