【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。这是一种经典的实验方法,适用于教学和基础化学研究。
以下是关于高锰酸钾制取氧气的详细总结:
一、实验原理
高锰酸钾在加热时发生分解反应,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:
$$
2 \text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2↑
$$
该反应属于分解反应,且需要一定的温度条件才能进行。
二、实验步骤
步骤 | 操作说明 |
1 | 准备实验仪器:试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等。 |
2 | 在试管中加入适量的高锰酸钾固体(一般为5~10克)。 |
3 | 将试管固定在铁架台上,用酒精灯加热试管底部。 |
4 | 当有气泡产生时,将导管伸入盛满水的集气瓶中,收集氧气。 |
5 | 当集气瓶中充满气体后,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。 |
三、注意事项
- 实验过程中要佩戴护目镜和手套,避免接触高锰酸钾。
- 加热时应缓慢升温,防止试管破裂。
- 收集氧气时,应使用排水法,因为氧气不易溶于水。
- 实验结束后,应先移除导管再熄灭火焰,防止水倒吸进入试管。
四、实验现象
- 高锰酸钾由紫黑色固体逐渐变为灰绿色或黑褐色。
- 试管内有气泡产生,表示氧气正在被释放。
- 集气瓶中逐渐充满气体,可用带火星的木条检验是否为氧气。
五、实验结论
通过加热高锰酸钾可以成功制取氧气,此方法操作简单、成本低,是中学化学实验中常用的氧气制取方法之一。
表格总结
项目 | 内容 |
反应物 | 高锰酸钾(KMnO₄) |
产物 | 锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)、氧气(O₂) |
反应条件 | 加热 |
反应类型 | 分解反应 |
氧气收集方法 | 排水法 |
实验装置 | 试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶 |
注意事项 | 火焰先撤后熄,防止水倒吸;佩戴防护装备 |
通过以上内容可以看出,高锰酸钾制取氧气是一个基础但重要的化学实验,不仅有助于理解化学反应的基本原理,还能培养学生的动手能力和实验安全意识。