【用高锰酸钾制取氧气的化学方程式】在实验室中,常用高锰酸钾(KMnO₄)作为原料来制取氧气。这种方法属于固体加热分解法,操作简单、反应条件温和,是中学化学中常见的实验之一。
一、化学反应原理
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)。该反应的化学方程式如下:
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2 \uparrow
$$
从方程式可以看出,每2摩尔的高锰酸钾在加热条件下会生成1摩尔的锰酸钾、1摩尔的二氧化锰以及1摩尔的氧气。
二、实验操作要点
为了确保实验安全与成功,需注意以下几点:
- 药品用量:使用适量的高锰酸钾,避免过多导致剧烈反应。
- 加热方式:采用酒精灯或电热套加热,控制温度不宜过高。
- 装置选择:使用带导管的试管,并连接集气瓶收集氧气。
- 气体检验:可用带火星的木条检验是否产生氧气,若木条复燃,则说明有氧气生成。
三、反应特点总结
项目 | 内容 |
反应物 | 高锰酸钾(KMnO₄) |
生成物 | 锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)、氧气(O₂) |
反应条件 | 加热(Δ) |
反应类型 | 分解反应 |
氧气的检验方法 | 带火星的木条复燃 |
实验装置 | 试管、导管、集气瓶等 |
注意事项 | 控制加热温度,防止爆炸;气体收集要迅速 |
四、常见问题解答
Q1:为什么高锰酸钾分解会产生氧气?
A:高锰酸钾是一种强氧化剂,在受热时发生分解,释放出氧气,同时生成其他金属氧化物和盐类。
Q2:能否用其他物质代替高锰酸钾制取氧气?
A:可以,例如氯酸钾(KClO₃)在二氧化锰催化下也可以制取氧气,但高锰酸钾因其稳定性较好,常用于基础实验。
Q3:实验过程中为什么要加少量棉花?
A:在试管口放置棉花是为了防止高锰酸钾粉末随气体逸出,影响实验效果和安全性。
通过以上内容可以看出,利用高锰酸钾制取氧气是一个典型的化学分解实验,既有助于理解化学反应的基本原理,也能培养学生的实验操作能力。