【加热高锰酸钾制取氧气】在化学实验中,制取氧气的方法多种多样,其中“加热高锰酸钾制取氧气”是一种经典且常用的实验方法。该实验操作简单、原理清晰,是中学阶段化学教学中的重要内容。以下是对该实验的总结与分析。
一、实验原理
高锰酸钾(KMnO₄)是一种紫黑色固体,在受热条件下会发生分解反应,产生氧气(O₂)、二氧化锰(MnO₂)和锰酸钾(K₂MnO₄)。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,需要加热条件才能进行。
二、实验装置与步骤
| 步骤 | 操作内容 | 注意事项 |
| 1 | 准备实验仪器:铁架台、试管、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等 | 确保所有仪器干净、无破损 |
| 2 | 在试管中加入适量的高锰酸钾固体 | 避免过量,防止反应剧烈 |
| 3 | 将试管固定在铁架台上,导管通入水槽中的集气瓶 | 导管末端应伸入集气瓶底部 |
| 4 | 点燃酒精灯,对试管进行均匀加热 | 加热时注意控制温度,避免炸裂 |
| 5 | 观察是否有气泡产生,并收集气体 | 当气泡连续均匀冒出时开始收集 |
| 6 | 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(生成的锰酸钾和二氧化锰混合物)。
- 气体产生:有无色气体(氧气)从导管中逸出。
- 燃烧检验:将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,证明气体为氧气。
四、实验注意事项
| 问题 | 原因 | 解决办法 |
| 试管炸裂 | 受热不均或未预热 | 加热前先预热试管,均匀加热 |
| 收集不到氧气 | 导管漏气或未及时收集 | 检查装置气密性,及时开始收集 |
| 氧气纯度低 | 未充分排气 | 排尽装置中的空气后再收集 |
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,也帮助学生理解了氧气的性质及其检验方法。同时,实验过程中需要注意安全操作和细节控制,以确保实验的成功与安全。
总结:
加热高锰酸钾制取氧气是一项基础而重要的化学实验,其原理明确、操作规范,适用于教学与实践。掌握该实验的操作流程与注意事项,有助于提高学生的实验技能和科学素养。


