氯酸钾和二氧化锰在加热条件下可以制取氧气。具体的化学反应方程式如下:
\[ 2KClO_3 \xrightarrow{\text{MnO}_2} 2KCl + 3O_2 \]
在这个反应中,二氧化锰(MnO₂)作为催化剂,不参与反应,但能够加速氯酸钾(KClO₃)的分解,从而加快氧气的生成速度。反应过程中,氯酸钾分解生成氯化钾(KCl)和氧气(O₂)。
实验室制取氧气的装置通常选择使用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的装置,并进行适当的实验操作。例如,为了防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶,可以在集气瓶中铺一层细沙或加入适量的水。收集氧气时,可以使用向下排空气法。
需要注意的是,反应完成后,试管中的残余固体是氯化钾和二氧化锰的混合物,需要进行分离。分离的方法包括洗净、干燥和称量。
总结起来,使用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的步骤如下:
1. 将氯酸钾和二氧化锰混合均匀。
2. 将混合物放入试管中,并置于加热器上加热。
3. 氧气通过导管导入集气瓶中,可以使用排水集气法收集。
4. 反应完成后,冷却试管,分离出氯化钾和二氧化锰的混合物,并进行后续处理。