【加热高锰酸钾制氧气】在化学实验中,加热高锰酸钾是一种常见的制取氧气的方法。该方法操作简单、原料易得,是初中和高中化学课程中重要的实验之一。通过加热高锰酸钾(KMnO₄),可以分解生成氧气(O₂),同时产生二氧化锰(MnO₂)和锰酸钾(K₂MnO₄)。以下是对该实验的总结与分析。
一、实验原理
高锰酸钾在受热条件下会发生分解反应,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,加热高锰酸钾会释放出氧气,并生成两种固体产物:锰酸钾和二氧化锰。
二、实验步骤简要
1. 准备仪器:包括试管、铁架台、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等。
2. 装入药品:将少量高锰酸钾放入干燥的试管中。
3. 固定装置:将试管固定在铁架台上,导管一端插入试管口,另一端通入水槽中的集气瓶。
4. 加热药品:用酒精灯对试管底部进行加热。
5. 收集气体:当导管口有连续气泡冒出时,开始收集氧气。
6. 结束实验:停止加热后,先移开导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸入试管。
三、注意事项
- 加热前应检查装置的气密性。
- 实验结束后,应先撤导管再熄灯,避免水倒吸。
- 高锰酸钾具有强氧化性,操作时需佩戴手套和护目镜。
- 氧气收集完毕后,应立即盖上玻璃片并正放于桌面。
四、实验现象记录表
| 实验步骤 | 观察现象 | 说明 |
| 装入高锰酸钾 | 固体呈暗紫色 | 高锰酸钾的颜色特征 |
| 加热后 | 试管内出现黑色物质,导管口有气泡产生 | 分解反应发生,氧气被释放 |
| 收集氧气 | 集气瓶中充满无色气体 | 氧气为无色无味气体 |
| 停止加热 | 气泡逐渐减少,导管内水位上升 | 系统压力变化 |
五、实验结论
通过加热高锰酸钾可以成功制取氧气,该方法适用于实验室初步制备氧气。虽然该方法简便,但因高锰酸钾成本较高,实际工业生产中较少使用。此实验有助于学生理解分解反应、气体收集方法及实验安全规范。
如需进一步了解其他制氧方法(如过氧化氢分解法或电解水法),可继续查阅相关资料。


