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高锰酸钾制取氧气的步骤是什么

2026-01-19 20:55:33
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高锰酸钾制取氧气的步骤是什么】在实验室中,常用高锰酸钾(KMnO₄)作为原料来制取氧气。这是一种常见的化学实验操作,适用于初中或高中阶段的化学教学。该方法属于固体加热分解反应,通过控制实验条件可以安全有效地获得氧气。以下是对该实验步骤的总结和详细说明。

一、实验目的

通过加热高锰酸钾,使其分解生成氧气,并验证氧气的性质。

二、实验原理

高锰酸钾在加热条件下发生分解反应,生成锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)和氧气(O₂)。其化学反应式如下:

$$

2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow

$$

三、实验器材与药品

名称 用途说明
高锰酸钾 反应物,用于制取氧气
酒精灯 提供热源
试管 放置反应物
铁架台 固定试管
导管 引导气体至集气瓶
集气瓶 收集氧气
水槽 用于排水法收集气体
火柴/打火机 点燃酒精灯

四、实验步骤(简要总结)

步骤 操作内容
1 检查装置气密性:连接好仪器,将导管放入水槽,用手捂住试管,观察是否有气泡产生。
2 装入高锰酸钾:向试管中加入适量高锰酸钾粉末(约5g),并用棉花堵住管口以防粉末飞溅。
3 固定装置:将试管固定在铁架台上,确保位置稳定。
4 加热反应:先预热试管,再集中加热高锰酸钾部位,观察是否产生气泡。
5 收集氧气:使用排水法收集气体,待气泡连续均匀冒出时开始收集。
6 停止加热:先移走酒精灯,再将导管从水中取出,防止水倒吸。
7 记录现象:观察氧气的颜色、气味及燃烧情况(可用带火星木条检验)。

五、注意事项

1. 实验前必须检查装置的气密性,避免漏气影响实验效果。

2. 高锰酸钾具有强氧化性,操作时需佩戴手套和护目镜。

3. 加热时应先预热再集中加热,防止试管破裂。

4. 收集氧气时,应使用排水法,避免空气混入。

5. 实验结束后,应先移开热源再撤导管,防止水倒流。

六、实验现象与结论

- 现象:加热后产生气泡,试管内颜色由紫黑色逐渐变为黑褐色。

- 结论:高锰酸钾在加热条件下分解,生成氧气,证明该方法可行。

七、实验拓展

此实验不仅可用于制取氧气,还可进一步探究氧气的性质,如助燃性、支持呼吸等。同时,也可对比其他制氧方法(如过氧化氢分解)的优缺点,加深对化学反应的理解。

通过以上步骤和总结,学生可以系统地掌握高锰酸钾制取氧气的实验流程,提高动手能力和科学思维能力。

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