【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。


