高锰酸钾(KMnO4)在加热条件下可以分解生成锰酸钾(K2MnO4)、二氧化锰(MnO2)和氧气(O2)。以下是一个详细的制氧步骤和注意事项:
实验步骤:
准备仪器
烧杯
稀硫酸
玻璃棒
实验室专用的氧气收集瓶
橡皮塞
导管
酒精灯
铁架台
铁夹
集气瓶
水槽
毛玻璃片
检查气密性
将导管的一端浸入水里,两手紧贴试管的外壁,观察是否有气泡冒出。如果有气泡冒出,说明装置气密性良好。
装药品
用药匙取用高锰酸钾粉末,用纸槽送入试管底部,直立试管,避免固体药品沾在管口或管壁上。
连接装置
放好酒精灯,用一团棉花堵住试管口,带导管的橡皮塞塞紧试管,固定盛有药品的试管。确保试管口略向下倾斜,防止冷凝水回流。
加热
在试管下方移动酒精灯,对准药品所在的部位加热,使试管均匀受热。加热过程中,试管口应放一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导管。
收集气体
集气瓶装满水倒置在水槽中,等导管口有连续气泡时开始收集氧气。水排空后,在水下用玻璃片盖住瓶口,移出集气瓶,正放在桌子上。
停止实验
把导管移出水面,熄灭酒精灯。顺序颠倒会引起水倒流入试管中而导致试管破裂。
注意事项:
高锰酸钾制氧气的反应需要在实验室中进行,需要使用专门的实验器材和安全措施。
在制氧过程中,要保证反应温度和反应时间的控制,以保证反应的效果和安全性。
试管口处应放一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导气管,从而使水槽中的水变成紫色。
加热时,试管口应略向下倾斜,防止固体药品受热时产生的水回流。
收集氧气通常采用排水法,当集气瓶口处有气泡冒出时,表明该瓶内的氧气已满。
化学反应方程式:
\[ 2KMnO_4 \overset{\Delta}{=} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \]
通过以上步骤和注意事项,可以顺利地使用高锰酸钾制取氧气。