【高锰酸钾制取氧气步骤】在化学实验中,利用高锰酸钾(KMnO₄)加热分解来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,而且能直观地展示气体的生成过程。以下是该实验的主要步骤和相关注意事项。
一、实验目的
通过加热高锰酸钾,观察其分解反应并收集产生的氧气,了解固体物质受热分解的性质及气体的收集方法。
二、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)。反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2↑
$$
三、实验器材与药品
名称 | 数量/规格 |
高锰酸钾 | 适量 |
试管 | 1个 |
酒精灯 | 1个 |
铁架台 | 1套 |
导管 | 1根 |
水槽 | 1个 |
集气瓶 | 1个 |
棉花 | 1团 |
四、实验步骤总结
步骤 | 操作内容 | 注意事项 |
1 | 在试管中加入少量高锰酸钾粉末,并用棉花堵住试管口。 | 棉花可防止高锰酸钾颗粒飞溅。 |
2 | 将试管固定在铁架台上,使试管口略向下倾斜。 | 防止冷凝水倒流进入试管导致破裂。 |
3 | 点燃酒精灯,对试管进行加热。 | 加热时应先预热,再集中加热。 |
4 | 观察是否有气泡产生,待气泡连续均匀冒出后,开始收集氧气。 | 初期气泡为装置中的空气,需等待一段时间后再收集。 |
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。 | 防止水倒吸入试管中。 |
五、实验现象
- 加热过程中,试管内有大量气泡产生;
- 反应结束后,试管内残留黑色固体(MnO₂)和深绿色固体(K₂MnO₄);
- 收集到的氧气无色无味,能使带火星的木条复燃。
六、实验结论
高锰酸钾在加热条件下可以分解生成氧气,说明某些含氧盐在受热时会释放出氧气。该实验验证了固体物质分解生成气体的化学反应过程,并展示了气体收集的基本方法。
七、实验拓展
此实验还可用于比较不同固体物质分解产生气体的能力,或进一步探究催化剂对反应速率的影响。例如,加入二氧化锰可加快高锰酸钾的分解速度。
通过以上步骤和记录,可以系统地掌握高锰酸钾制取氧气的实验流程,并加深对化学反应原理的理解。