【高锰酸钾制取氧气的化学方程式及步骤】在实验室中,常用高锰酸钾(KMnO₄)加热分解的方法来制取氧气。这是一种经典的实验方法,操作相对简单,且反应条件明确。下面将从化学反应方程式和实验步骤两个方面进行总结。
一、化学反应方程式
高锰酸钾在受热条件下会发生分解反应,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,需要在加热条件下进行,通常使用酒精灯或电热炉作为热源。
二、实验步骤
以下是高锰酸钾制取氧气的详细实验步骤,适用于中学或大学基础化学实验。
步骤 | 操作内容 | 注意事项 |
1 | 准备实验仪器:试管、铁架台、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 | 一般用量为5g左右,不宜过多 |
3 | 将试管固定在铁架台上,倾斜约45度 | 倾斜有助于气体顺利排出 |
4 | 用酒精灯加热试管底部 | 加热时应先预热,再集中加热 |
5 | 当有气泡连续均匀冒出时,开始收集氧气 | 初期的气泡是空气,需等待一段时间后才开始收集 |
6 | 用排水法收集氧气,待集气瓶充满气体后,移出水面并盖上玻璃片 | 避免氧气逸散 |
7 | 实验结束后,先熄灭酒精灯,再将导管从水槽中取出 | 防止水倒吸入试管造成破裂 |
三、实验要点总结
- 反应条件:加热是本实验的关键,温度不足则反应无法进行。
- 气体收集:氧气不易溶于水,适合用排水法收集。
- 安全事项:实验过程中应注意防止试管破裂,避免高温烫伤。
- 环保处理:实验后的废液应按照实验室规定处理,不可随意倾倒。
通过以上内容可以看出,高锰酸钾制取氧气是一个较为基础但重要的化学实验,不仅帮助学生理解分解反应的原理,还能培养实验操作技能和科学思维能力。
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