【高锰酸钾制取氧气】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经典且常见的方法。该反应不仅操作简单,而且能直观地观察到气体的生成过程,非常适合用于中学或大学的基础化学实验教学。
本实验的核心原理是:高锰酸钾在受热条件下会发生分解反应,产生氧气、二氧化锰和锰酸钾。反应方程式如下:
$$ 2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2\uparrow $$
通过这一反应,可以有效地收集并验证生成的氧气。实验过程中需要注意安全操作,如控制加热温度、防止试管破裂等。
实验步骤总结:
1. 准备仪器与药品
- 高锰酸钾固体
- 试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽
- 棉花(用于防止粉末进入导管)
2. 装入药品
- 在试管中加入少量高锰酸钾,并用棉花堵住试管口,防止粉末喷出。
3. 固定装置
- 将试管固定在铁架台上,导管一端插入试管,另一端通入水槽中的集气瓶。
4. 加热反应
- 用酒精灯对试管底部进行均匀加热,观察是否有气泡产生。
5. 收集氧气
- 当导管中有连续气泡冒出时,开始收集氧气。可用带火星的木条检验是否为氧气。
6. 结束实验
- 停止加热前,先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管。
实验关键点对比表:
| 步骤 | 内容 | 注意事项 |
| 准备 | 高锰酸钾、试管、导管、集气瓶等 | 确保装置密封性良好 |
| 装药 | 适量高锰酸钾,加棉花 | 防止粉末堵塞导管 |
| 固定 | 试管倾斜45°,导管伸入水槽 | 便于气体顺利排出 |
| 加热 | 均匀加热,避免局部过热 | 防止试管破裂 |
| 收集 | 连续气泡后开始收集 | 初期气体可能含有空气 |
| 检验 | 用带火星木条测试 | 确认为氧气 |
| 结束 | 先移导管,后熄灯 | 防止水倒吸 |
通过以上步骤和注意事项,可以安全、有效地完成“高锰酸钾制取氧气”的实验。该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科学思维。


