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2.5加热高锰酸钾或氯酸钾制氧气(固体加热)

 好吃的青苹果 2018-12-20

        在实验室中,可以用过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气,使用的是固液混合装置。在实验室中,还有没有其他的方法制取氧气呢?

        在实验室中,我们也可以使用加热固体的方法制取氧气。在这里,我们分别加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,和暗紫色的高锰酸钾制取氧气。


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加热氯酸钾和二氧化锰的混合物

氯酸钾是一种白色固体物质,二氧化锰是一种黑色粉末。我们使用加热氯酸钾的方法制取氧气,(同在过氧化氢分解的过程中一样)二氧化锰在这个反应中也作为催化剂,起催化作用。实际上,不加入二氧化锰,氯酸钾一样能够分解,只是比较慢。二氧化锰作为催化剂,不能够改变生成物,但是改变了此反应的速率。

实验装置如下


反应装置可以分为发生装置、收集装置。

主要的仪器如上图:试管,酒精灯,...

做这个实验,我们要按一定的顺序来操作,总结成几个字:连查装定点收移熄。

1.连----连接装置。导管伸入试管内不宜过长,以稍微露出橡皮塞为宜,准备检查装置气密性。

2.查----检查装置气密性。可以使用酒精灯进行加热,如果导管末段有气泡产生,说明装置气密性良好。

3.装----装药品。氯酸钾和二氧化锰的混合物应平铺在试管底部,有利于均匀受热。

4.定----固定装置。试管口要略向下倾斜,因为过一会要加热药品,所以防止药品中的水分受热变成水蒸气,在试管口凝结成水滴倒流入试管底部,引起试管炸裂;导管伸入试管内不宜过长,以稍微露出橡皮塞为宜,有利于空气的排出和氧气的导出。

5.点----点燃酒精灯。加热药品时请注意,如果直接进行加热,试管底端有可能冷热不均引起炸裂,所以首先要对试管底部加热区域进行预热,再用外焰直接加热。

6.收----收集气体。刚开始加热产生的气体,主要是试管中原有的空气,因为我们的实验的目的是收集高纯度的氧气,所以需要等待导管末端有均匀稳定的气泡产生的时候,再进行收集。

7.移----将导管移出水槽。

熄----熄灭酒精灯。(为什么先移出导管后熄灭酒精灯?因为如果先熄灭酒精灯,试管中压强会迅速减小,而此时导管又在水槽里,会导致水倒吸入试管引起试管炸裂。)再将集气瓶用玻璃片盖好,因为氧气密度比空气的大,所以集气瓶要正放在桌面。



反应原理


氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下,生成氯化钾和氧气。因为在加热过程中,生成的氧气(是气体)彻底脱离原固体体系,所以后面加上升箭头。


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加热高锰酸钾

    此过程也是加热固体,所以实验装置与氯酸钾和二氧化锰共热的装置、过程类似。

    高锰酸钾是细小的粉末,在加热的过程中,试管内空气会快速流动,高锰酸钾粉末会被“吹”向导管,有可能进入导管,进而进入水槽。所以我们必须在试管口塞一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管


化学反应式

高锰酸钾在受热的情况下,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。在这个反应中,二氧化锰不是催化剂,而是生成物。


3

小结

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拓展





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