【高锰酸钾制取氧气】在初中化学实验中,利用高锰酸钾(KMnO₄)制取氧气是一项基础且重要的实验。该实验不仅帮助学生理解氧化还原反应的基本原理,还能够直观地观察气体的生成过程。以下是关于“高锰酸钾制取氧气”实验的总结内容。
一、实验目的
1. 学习使用固体试剂加热分解制取氧气的方法。
2. 掌握实验室制取氧气的基本操作步骤。
3. 理解高锰酸钾分解的化学反应原理。
4. 观察并记录氧气的生成现象。
二、实验原理
高锰酸钾在加热条件下会发生分解反应,产生氧气、二氧化锰和锰酸钾。其化学方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow
$$
从反应式可以看出,高锰酸钾受热后分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气。其中,氧气是本实验的主要产物。
三、实验器材与药品
名称 | 数量/规格 | 用途 |
高锰酸钾 | 固体,适量 | 反应物 |
试管 | 1支 | 盛放反应物 |
酒精灯 | 1个 | 加热装置 |
铁架台 | 1套 | 固定试管 |
导管 | 1根 | 导出气体 |
集气瓶 | 1个 | 收集氧气 |
水槽 | 1个 | 水封装置 |
棉花 | 少量 | 防止粉末进入导管 |
四、实验步骤
1. 检查装置气密性:连接好仪器,将导管插入水槽中,用手捂住试管,观察是否有气泡冒出。
2. 装入药品:在试管中加入少量高锰酸钾,并在试管口塞上一团棉花。
3. 固定装置:将试管固定在铁架台上,导管另一端伸入集气瓶中。
4. 加热反应:点燃酒精灯,先预热试管,再集中加热高锰酸钾。
5. 收集气体:当导管有连续气泡冒出时,开始收集氧气。
6. 结束实验:先移开导管,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管。
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. 高锰酸钾易溶于水,加热时要控制温度,避免剧烈反应。
3. 实验结束后,先撤导管再熄灯,防止水倒吸。
4. 实验过程中注意安全,避免接触高温设备。
六、实验现象与结论
- 现象:加热后,试管内产生大量气泡,集气瓶中逐渐充满无色气体。
- 结论:高锰酸钾在加热条件下能分解生成氧气,说明该方法可用于实验室制取氧气。
七、实验反思
通过本实验,学生不仅掌握了制取氧气的基本操作,也加深了对化学反应条件的理解。同时,实验中出现的常见问题(如气密性不好、气体收集不充分等)也为后续学习提供了宝贵的实践经验。
总结表:
项目 | 内容 |
实验名称 | 高锰酸钾制取氧气 |
反应式 | $2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow$ |
主要药品 | 高锰酸钾 |
所需仪器 | 试管、酒精灯、铁架台、导管、集气瓶等 |
实验现象 | 产生气泡,集气瓶中收集到氧气 |
注意事项 | 检查气密性、先撤导管后熄灯、控制加热温度 |
通过以上内容,可以全面了解“高锰酸钾制取氧气”的实验过程及关键知识点,适合用于教学或复习参考。