【加热高锰酸钾制氧气】在化学实验中,加热高锰酸钾(KMnO₄)是一种常见的制取氧气的方法。该反应属于分解反应,通过加热使高锰酸钾发生分解,生成氧气、二氧化锰和锰酸钾。此方法操作简单,适用于初中或高中阶段的化学实验教学。
以下是对“加热高锰酸钾制氧气”实验的总结与关键信息整理:
一、实验原理
高锰酸钾在受热条件下会发生分解反应,生成氧气、二氧化锰和锰酸钾。其化学反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2\uparrow
$$
从反应式可以看出,每2摩尔高锰酸钾分解后,会生成1摩尔的氧气。
二、实验装置与步骤
步骤 | 操作内容 | 注意事项 |
1 | 准备实验器材:试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等 | 确保仪器干燥,避免影响实验效果 |
2 | 在试管中加入适量的高锰酸钾粉末 | 高锰酸钾用量不宜过多,防止反应剧烈 |
3 | 将试管固定在铁架台上,并用酒精灯加热 | 加热时应先预热试管,再集中加热 |
4 | 将导管通入盛有水的集气瓶中,收集产生的气体 | 收集氧气时要等到气泡连续均匀冒出后再开始收集 |
5 | 实验结束后,先移走导管,再熄灭酒精灯 | 防止水倒吸入试管造成破裂 |
三、实验现象
- 颜色变化:高锰酸钾由紫黑色逐渐变为灰绿色(生成锰酸钾)。
- 气体产生:有无色气体生成,可用带火星的木条检验是否为氧气。
- 残留物:试管底部留下黑色固体(二氧化锰)。
四、实验注意事项
项目 | 内容 |
安全性 | 高锰酸钾具有强氧化性,实验过程中应佩戴护目镜和手套 |
温度控制 | 加热温度不宜过高,防止反应过于剧烈 |
废液处理 | 实验废液需按化学废弃物处理规定进行回收或中和处理 |
五、实验应用与意义
该实验是中学化学中研究气体制取的基本实验之一,有助于学生理解分解反应、气体收集方法以及实验操作规范。同时,它也为后续学习其他气体(如二氧化碳、氢气)的制取提供了基础思路。
通过本次实验,学生不仅能够掌握高锰酸钾分解制氧气的基本原理,还能提高动手能力和科学探究意识。