【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)加热分解是一种常见的制取氧气的方法。这种方法操作简单、设备要求不高,适合中学或基础化学实验教学使用。以下是该实验的具体方法和步骤的详细总结。
一、实验原理
高锰酸钾在加热条件下会发生分解反应,生成二氧化锰(MnO₂)、锰酸钾(K₂MnO₄)和氧气(O₂)。其化学反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2↑
$$
二、实验器材与药品
名称 | 数量/规格 | 用途说明 |
高锰酸钾 | 固体,适量 | 反应物 |
酒精灯 | 1个 | 提供热源 |
试管 | 1个 | 盛装反应物 |
铁架台 | 1套 | 固定试管 |
导管 | 1根 | 导出气体 |
集气瓶 | 1个 | 收集氧气 |
水槽 | 1个 | 用于排水法收集气体 |
棉花 | 少许 | 防止粉末进入导管 |
三、实验步骤
步骤 | 操作内容 | 注意事项 |
1 | 在试管中加入少量高锰酸钾固体,并用棉花堵住试管口。 | 棉花要塞紧,防止粉末飞溅。 |
2 | 将试管固定在铁架台上,使试管略微向下倾斜。 | 倾斜角度约30度,防止冷凝水回流。 |
3 | 点燃酒精灯,先预热试管,再集中加热高锰酸钾部位。 | 加热时要均匀,避免局部过热。 |
4 | 观察是否有气泡产生,待气泡连续并均匀冒出后,开始收集氧气。 | 初期气泡为空气,不宜立即收集。 |
5 | 用排水法将氧气收集到集气瓶中,完成后先移出导管,再熄灭酒精灯。 | 防止水倒吸进试管造成破裂。 |
四、实验现象与结论
- 现象:加热过程中有气泡产生,集气瓶中逐渐充满无色气体。
- 结论:高锰酸钾受热分解能生成氧气,可用于实验室制取氧气。
五、注意事项
1. 实验前检查装置是否密封良好,防止气体泄漏。
2. 实验结束后要先撤导管,再熄灭酒精灯,避免水倒吸。
3. 高锰酸钾具有强氧化性,操作时注意防护,避免接触皮肤或吸入粉尘。
4. 实验后及时清理实验器材,保持实验室整洁。
通过以上步骤,可以安全有效地利用高锰酸钾制取氧气,是化学实验中一个经典且实用的实验项目。