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高锰酸钾加热分解生成什么（氧气的化学制取方法之高锰酸钾与氯酸钾加热实验）

100次浏览     发布时间：2024-09-02 08:34:12    

一、氧气的化学制取方法

  • 固体加热法

1、高锰酸钾加热生成二氧化锰、锰酸钾和氧气

2、氯酸钾在二氧化锰催化剂作用下加热生成氯化钾和氧气

  • 固+液体不加热法：过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水、氧气



二、高锰酸钾加热制取氧气实验

2.1、实验仪器

反应装置：铁架台、酒精灯、试管、橡皮塞、橡胶管

收集装置：水槽、集气瓶、导管

药品：高锰酸钾


说明：高锰酸钾：紫黑色、细长的棱形结晶或颗粒状固体，易溶于水形成紫红色的高锰酸钾溶液。


2.2、实验原理

高锰酸钾在加热的条件下，分解生成二氧化锰、锰酸钾、氧气。

二氧化锰：黑色粉末，难溶于水，可用于化学反应的催化剂。


锰酸钾：墨绿色或灰黑色固体，溶于水。


2.3、实验步骤

2.3.1、组装设备

组装好设备:按自下往上，从左向右的顺序进行组装。先放铁架台→放酒精灯→安装试管→安装导管→放入水槽。


注意事项:

  • 酒精灯与试管底部之间的距离，要用外焰加热；
  • 试管口要略向下倾斜，防止加热时，试管口处冷凝水回流到试管底部，造成试管炸裂；
  • 夹子夹在试管的中上部，离试管口约1/3处。

2.3.2、气密性检验（热胀冷缩法或微热法）


组装好设备如图，要构成密闭系统，导管一端放入烧杯液面以下，试管塞要塞紧，然后用手捂住试管，观察烧杯中试管口处有气泡冒出，松开手，水会倒流到导管末端，形成一段水柱，说明气密性良好。

2.3.3、放入药品



用药匙从药瓶中取出高锰酸钾固体粉末，并缓慢伸入试管，将样品放入试管底部，且药品要均匀铺设在试管底部，在试管口附近放一蓬松的棉花，再塞紧试管塞。


将集气瓶装满水（集气瓶中不能有气泡），用玻璃片盖住瓶口，然后倒立放到水槽中，集气瓶口一定要放入液面以下后，才可以拿掉玻璃片。

  • 试管口放蓬松的棉花的目的：防止加热时高锰酸钾粉末飞溅进入导管，堵塞导管影响气体导出，注意棉花一定要彭松，便于气体导出。
  • 伸入试管的导管不能太长，略伸入导管内即可，导管伸入太长不利于气体的导出。

2.3.4、加热


点燃酒精灯，在试管的底部和中部之间来回加热4~5次进行预热，然后再用外焰集中对固体进行加热。

2.3.5、收集气体

待导管口的气泡连续、均匀冒出时，将导管口伸入盛满水的集气瓶中，当看到有气泡从集气瓶口外沿冒出，证明收集满，在水中用毛玻璃片盖住集气瓶口，并移出水面。正放在桌面上。




注意事项

  • 收集密度比空气大的气体后，要正放在桌面上；
  • 收集密度比空气小的气体后，要倒立放在桌面上；

问题：为什么刚开始冒出的气泡不能收集？

答：因实验设备中存在空气，刚开始冒出的气泡里是氧气与空气的混合气体，如果收集起来，得到的氧气不纯净。

收集满气体后，集气瓶要正放在桌面上。

向上排空气法：

将集气瓶口正放在桌面上，导管伸到靠近集气瓶底的地方，毛玻璃片盖在集气瓶口，留出一部分让气体排出。收集满气体后，用毛玻璃片将集气瓶口盖严。正放在桌面上。

2.3.6、反应完成后，先移走导管，再停止加热。

为什么先移走导管，再熄灭酒精灯？

答：如果先移走酒精灯，导管会变冷，导管的气压降低，烧杯中的水会顺着导管倒吸到试管中，导致试管炸裂。

2.3.7、实验现象：试管中固体减少，紫色固体逐渐变成黑色（黑色物质为二氧化锰与锰酸钾）；导管口有气泡冒出

2.3.8、检验氧气是否收集满

用带火星的木条放到集气瓶口，带火星的木条复燃，说明氧气已收集满。


三、氯酸钾加热制取氧气实验

3.1、实验仪器

反应装置：铁架台、酒精灯、试管、橡皮塞、橡胶管

收集装置：水槽、集气瓶、导管

药品：氯酸钾与二氧化锰（催化剂）

氯酸钾：白色粉末状固体、有毒、溶于水。


二氧化锰：黑色粉末状固体，难溶于水。

注意：①氯酸钾与二氧化锰按一定比例均匀混合，混合后在放入试管中加热，不同的混合比例，产生的反应速率不同。


②二氧化锰为催化剂：在本实验可以加速反应速度，反应前后催化剂的种类、化学性质、质量都不发生改变，催化剂可以重复使用。

3.2、实验步骤与加热高锰酸钾制取氧气相同


连接装置→检查气密性→加入药品→加热→收集气体→检验气体是否收集满→移走导管→熄灭酒精灯。

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