【高锰酸钾制氧气的方法】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。其反应原理是通过加热分解高锰酸钾,生成氧气、二氧化锰和锰酸钾。该方法操作简单、设备要求不高,是中学化学实验中较为经典的制氧方式之一。
一、实验原理
高锰酸钾在加热条件下发生分解反应,具体化学方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2\uparrow
$$
反应过程中会释放出氧气,同时生成锰酸钾和二氧化锰。
二、实验步骤总结
1. 准备仪器:包括试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等。
2. 装入药品:在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. 固定装置:将试管固定在铁架台上,导管一端插入试管,另一端通入水槽中的集气瓶中。
4. 加热反应:用酒精灯对试管底部进行加热,观察是否有气泡产生。
5. 收集气体:当导管有连续均匀气泡冒出时,开始收集氧气。
6. 结束实验:先移开导管,再熄灭酒精灯,防止水倒吸。
三、关键注意事项
- 实验前检查装置的气密性,确保不漏气。
- 加热时应先预热试管,再集中加热药品部分。
- 高锰酸钾具有强氧化性,避免接触皮肤或吸入粉尘。
- 收集氧气时应采用排水法,因为氧气不易溶于水。
四、实验数据与现象记录表
步骤 | 操作 | 现象 | 注意事项 |
1 | 装入高锰酸钾 | 试管内为暗紫色固体 | 用量不宜过多 |
2 | 塞棉花 | 防止粉末进入导管 | 必须操作 |
3 | 固定装置 | 导管连接集气瓶 | 确保密封 |
4 | 加热 | 逐渐出现气泡 | 预热后再加热 |
5 | 收集氧气 | 集气瓶中水被排出 | 连续气泡时开始收集 |
6 | 结束实验 | 先撤导管后熄灯 | 防止水倒吸 |
五、实验结论
通过加热高锰酸钾可以成功制取氧气,该方法简单、安全,适用于教学实验。但需要注意操作规范,以保证实验效果和安全性。此外,实验后的废液应妥善处理,避免污染环境。