【高锰酸钾制取氧气的方法步骤】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且经典的实验方法。该实验不仅操作简单,而且能直观地观察到气体的生成过程,是中学化学教学中的重要内容之一。以下是对该实验方法和步骤的总结。
一、实验原理
高锰酸钾在受热条件下会发生分解反应,产生氧气、二氧化锰和锰酸钾。其化学反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2↑
$$
此反应属于分解反应,且需要加热条件才能进行。
二、实验材料与仪器
名称 | 用途说明 |
高锰酸钾 | 实验原料,用于制取氧气 |
试管 | 盛放反应物 |
酒精灯 | 提供加热源 |
铁架台 | 固定试管,便于加热 |
导管 | 引导气体进入集气瓶 |
集气瓶 | 收集生成的氧气 |
水槽 | 用于排水法收集气体 |
棉花 | 防止高锰酸钾粉末进入导管 |
三、实验步骤
1. 组装仪器:将试管固定在铁架台上,连接好导管,并将另一端放入水槽中的集气瓶内。
2. 加入药品:向试管中加入适量的高锰酸钾固体,并在试管口塞上一团棉花,防止粉末飞溅。
3. 加热反应:用酒精灯对试管底部进行均匀加热,待有气泡冒出时开始收集氧气。
4. 收集气体:采用排水法收集氧气,当集气瓶中充满气体后,立即用玻璃片盖住瓶口,取出并放置于桌面。
5. 停止加热:实验结束后,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,避免水倒吸入试管中。
四、注意事项
- 加热前应确保装置密封良好,防止气体泄漏。
- 试管口要略向下倾斜,防止冷凝水回流导致试管破裂。
- 实验过程中应佩戴护目镜,防止高锰酸钾粉尘刺激眼睛。
- 操作完毕后,应妥善处理实验废料,不可随意丢弃。
五、实验现象与结论
- 现象:加热后,试管中有大量气泡产生,集气瓶中逐渐充满无色气体。
- 结论:高锰酸钾在加热条件下分解生成氧气,证明该反应可成功制取氧气。
通过以上步骤,可以安全有效地完成高锰酸钾制取氧气的实验。该实验不仅有助于理解化学反应的基本原理,还能培养学生的动手能力和实验观察能力。