高锰酸钾制取氧气的化学方程式为:2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑(加热条件)。该反应是实验室制取氧气最经典的方法之一,操作时需在试管中加入少量高锰酸钾固体,管口塞一团棉花防止粉末进入导管,试管口略向下倾斜,用酒精灯加热,收集氧气可用排水法或向上排空气法。实验结束后先移出导管再熄灭酒精灯,防止水倒吸炸裂试管。 高锰酸钾为紫黑色固体,加热时产生氧气的同时生成锰酸钾和二氧化锰,其中二氧化锰作为催化剂加速反应,但本身不参与反应。整个过程中,高锰酸钾分解产生氧气,是初中化学重点实验。

高锰酸钾制取氧气的具体操作步骤包括:检查装置气密性、装药、固定试管、加热、收集气体、验满和结束操作。实验注意事项:试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流;加热前先预热试管;用排水法收集时,当气泡连续均匀冒出时再开始收集;用向上排空气法时,需在瓶口用带火星的木条验满。常见考点包括化学方程式的配平、反应类型(分解反应)、实验现象(紫黑色固体逐渐变为黑色,产生使带火星木条复燃的气体)等。
【常见问题】
问题1:使用高锰酸钾制取氧气时,为什么试管口要塞一团棉花?
回答1:高锰酸钾制取氧气时,试管口塞棉花是为了防止高锰酸钾粉末随气流进入导管,堵塞导管或污染集气瓶,确保实验顺利进行。
问题2:高锰酸钾制取氧气的化学方程式如何配平?
回答2:高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑,通过观察法配平,左边2个K,右边2个K,左边2个Mn,右边2个Mn,左边8个O,右边4+2+2=8个O,已平衡,条件为加热。
问题3:高锰酸钾制取氧气实验中,如何检验氧气是否收集满?
回答3:若用向上排空气法收集氧气,将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明氧气已满;若用排水法,观察到集气瓶口有大气泡向外冒出,说明已收集满。
问题4:高锰酸钾制取氧气结束后,为什么要先移出导管再熄灭酒精灯?
回答4:先移出导管再熄灭酒精灯,是为了防止水槽中的水倒吸进入试管,导致试管炸裂。因为熄灭酒精灯后试管内温度降低,气压减小,若导管未移出,水会倒流。
问题5:高锰酸钾制取氧气时,试管口为什么要略向下倾斜?
回答5:试管口略向下倾斜是为了防止加热时产生的冷凝水回流到试管底部,引起试管炸裂。因为试管底部受热,若水回流会导致局部骤冷炸裂。


