【高锰酸钾如何制取氧气】在化学实验中,高锰酸钾(KMnO₄)是一种常见的强氧化剂,同时也可用于实验室制取氧气。通过加热高锰酸钾,可以发生分解反应,释放出氧气。这种方法操作简单、成本较低,是初中和高中化学实验中常用的一种制氧方式。
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:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow
$$
该反应属于分解反应,且需要加热条件才能进行。
二、实验步骤
1. 准备仪器:包括试管、酒精灯、铁架台、导管、集气瓶、水槽等。
2. 装入药品:将适量的高锰酸钾粉末放入干燥的试管中。
3. 固定装置:将试管固定在铁架台上,并连接好导管和集气瓶。
4. 加热药品:用酒精灯对试管底部进行加热。
5. 收集气体:当导管口开始有气泡冒出时,说明氧气已开始产生,可将气体导入集气瓶中。
6. 结束实验:停止加热后,先移开导管,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管。
三、注意事项
- 实验前要检查装置的气密性,避免漏气。
- 加热时应先预热试管,再集中加热药品部分。
- 实验结束后,应先取出导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸。
- 高锰酸钾具有强氧化性,操作时应戴手套和护目镜,避免接触皮肤或眼睛。
四、实验总结与对比表
项目 | 内容 |
实验名称 | 高锰酸钾制取氧气 |
反应物 | 高锰酸钾(KMnO₄) |
生成物 | 锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)、氧气(O₂) |
反应条件 | 加热 |
化学方程式 | $ 2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow $ |
实验装置 | 试管、酒精灯、导管、集气瓶、水槽 |
操作要点 | 确保气密性、先预热后集中加热、实验后先移导管再熄灯 |
安全提示 | 戴护目镜、手套,避免接触皮肤和眼睛 |
通过以上步骤和注意事项,可以安全有效地利用高锰酸钾制取氧气。此方法不仅适用于教学实验,也具备一定的实用性,是了解化学反应和气体收集的重要基础内容。