【加热高锰酸钾制取氧气】在化学实验中,制取氧气是一个常见的基础实验。其中,通过加热高锰酸钾(KMnO₄)是一种经典的实验方法。该方法操作简单、反应直观,适合用于中学及大学的基础化学教学。
实验原理:
高锰酸钾在受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,且为放热反应,需控制好温度以避免剧烈反应。
实验步骤总结:
步骤 | 操作内容 | 注意事项 |
1 | 准备仪器:铁架台、试管、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等 | 确保装置密封性良好,防止气体泄漏 |
2 | 在试管中加入适量的高锰酸钾粉末 | 避免过量,防止反应过于剧烈 |
3 | 将试管固定在铁架台上,并用酒精灯加热 | 加热时应从底部均匀加热,避免局部过热 |
4 | 当导管口有气泡连续、均匀冒出时开始收集氧气 | 初期气泡可能含有空气,不宜立即收集 |
5 | 收集满后先将导管移出水面,再熄灭酒精灯 | 防止水倒吸入试管造成炸裂 |
实验现象:
- 颜色变化:高锰酸钾由紫黑色逐渐变为黑褐色(生成的锰酸钾和二氧化锰混合物)。
- 气体产生:有无色气体生成,可使带火星的木条复燃,证明是氧气。
- 反应速率:随着温度升高,反应加快,气体释放速度增加。
安全提示:
- 实验过程中应佩戴护目镜和实验服,防止高锰酸钾粉末溅入眼睛或皮肤。
- 氧气具有助燃性,实验结束后应远离火源。
- 废液应按实验室规定处理,不可随意倾倒。
总结:
通过加热高锰酸钾制取氧气是一项操作简便、现象明显的实验,能够帮助学生理解分解反应的基本原理以及氧气的性质。实验过程中需要注意安全细节,确保操作规范,以达到理想的实验效果。同时,该实验也为后续学习其他气体的制取方法打下良好的基础。