【高锰酸钾制取氧气的方法步骤是什么】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,而且能直观地观察到气体的生成过程,是中学化学教学中的重要内容之一。
以下是对该实验方法和步骤的总结,以文字加表格的形式呈现,便于理解和参考。
一、实验原理
高锰酸钾在加热条件下会发生分解反应,产生氧气、二氧化锰和锰酸钾。其化学反应方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2\uparrow
$$
通过控制实验条件,可以有效地收集生成的氧气。
二、实验材料与仪器
名称 | 用途说明 |
高锰酸钾 | 反应物 |
试管 | 盛放反应物 |
酒精灯 | 提供加热源 |
铁架台 | 固定试管 |
导管 | 导出气体 |
水槽 | 收集氧气 |
集气瓶 | 收集氧气 |
棉花 | 防止粉末进入导管 |
三、实验步骤
1. 准备装置:将试管固定在铁架台上,加入适量的高锰酸钾固体,并在试管口塞上一团棉花。
2. 加热反应:用酒精灯对试管底部进行均匀加热,使高锰酸钾受热分解。
3. 收集气体:当导管中有连续气泡冒出时,将导管伸入装有水的水槽中,开始收集氧气。
4. 结束实验:当反应停止后,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管中。
5. 验证氧气:可用带火星的木条伸入集气瓶中,观察是否复燃,以确认氧气的存在。
四、注意事项
- 实验前需检查装置的气密性,确保不漏气。
- 加热时应先预热试管,避免局部过热导致破裂。
- 实验结束后,应先移除导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸。
- 操作过程中要佩戴护目镜,避免高锰酸钾粉尘刺激眼睛。
五、实验结论
通过加热高锰酸钾,可以成功制取氧气。该实验不仅验证了物质的分解反应,还为后续学习气体的性质和制备方法打下了基础。
总结:高锰酸钾制取氧气是一个简单而有效的实验,适合初学者掌握基本的实验操作技能和化学反应原理。通过规范的操作流程和细致的观察,能够准确地完成实验目标。