【高锰酸钾如何制取氧气】高锰酸钾(KMnO₄)是一种常见的强氧化剂,常用于实验室中制取氧气。在加热条件下,高锰酸钾会发生分解反应,释放出氧气。这种方法简单、操作方便,是中学化学实验中常见的氧气制取方法之一。
一、实验原理
高锰酸钾在受热时会分解生成锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)和氧气(O₂)。其化学反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2↑
$$
该反应属于分解反应,氧气为产物之一,可以通过排水法或向上排空气法收集。
二、实验步骤
1. 准备仪器:铁架台、试管、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粉末,并在试管口放一团棉花(防止粉末进入导管)。
3. 固定装置:将试管固定在铁架台上,导管一端插入试管,另一端伸入集气瓶中。
4. 加热反应:用酒精灯对试管底部进行加热,观察气体产生。
5. 收集氧气:当导管有连续气泡冒出时,开始收集氧气。通常采用排水法收集较纯净的氧气。
6. 结束实验:先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸。
三、注意事项
- 加热前应检查装置是否密封良好,防止气体泄漏。
- 实验结束后,应先移除导管再熄灭火焰,避免水倒吸入试管导致炸裂。
- 高锰酸钾具有强氧化性,操作时应佩戴防护手套和护目镜。
四、总结对比表
项目 | 内容 |
反应物 | 高锰酸钾(KMnO₄) |
反应条件 | 加热 |
主要产物 | 锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)、氧气(O₂) |
化学方程式 | $ 2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2↑ $ |
收集方法 | 排水法或向上排空气法 |
实验现象 | 产生无色气体,试管内颜色由紫黑色变为黑褐色 |
安全提示 | 操作时需戴手套和护目镜,防止接触皮肤或眼睛 |
通过以上步骤与注意事项,可以安全有效地利用高锰酸钾制取氧气。此方法适用于教学实验,也适用于一些小型工业场景中的氧气制备。