高錳酸鉀制取氧氣實驗教學(xué)

高錳酸鉀制取氧氣實驗教學(xué)演講人：日期:目錄02實驗器材準備01實驗原理概述03實驗步驟分解04氣體收集與檢驗05實驗現(xiàn)象分析06實驗總結(jié)與延伸01實驗原理概述Chapter化學(xué)反應(yīng)方程式高錳酸鉀分解反應(yīng)2KMnO?→2K+MnO?+O?↑（在加熱條件下進行）。01錳酸鉀的氧化反應(yīng)2K+O?→2KO?（在空氣中緩慢氧化）。02分解反應(yīng)類型分析化學(xué)反應(yīng)類型高錳酸鉀的分解反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，其中高錳酸鉀既是氧化劑又是還原劑。分解反應(yīng)特點能量變化高錳酸鉀在加熱條件下分解，產(chǎn)生氧氣，同時生成錳酸鉀和二氧化錳，反應(yīng)過程中物質(zhì)的顏色和狀態(tài)發(fā)生變化。該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，需要外部提供能量（如加熱）才能進行。123氧氣生成條件說明高錳酸鉀分解產(chǎn)生氧氣需要加熱，加熱溫度一般在240℃左右。加熱條件雖然高錳酸鉀分解不需要催化劑，但加入某些物質(zhì)（如二氧化錳）可以改變反應(yīng)速率，使氧氣更快生成。催化劑作用氧氣是一種無色無味的氣體，難溶于水，因此可以通過排水法收集。同時，氧氣具有助燃性，在收集過程中要注意安全。氧氣收集02實驗器材準備Chapter藥品與儀器清單化學(xué)式為KMnO4，是強氧化劑，需小心存放。高錳酸鉀導(dǎo)管集氣瓶試管玻璃片水槽用于連接試管和收集氣體的容器。用于收集產(chǎn)生的氧氣。用于盛放高錳酸鉀并加熱。用于蓋在集氣瓶口以防止氣體逸出。用于盛水，收集產(chǎn)生的氧氣。試管固定在鐵架臺上，管口略向下傾斜，以防止冷凝水回流。導(dǎo)管一端插入試管內(nèi)高錳酸鉀的上方，另一端放入水槽中。集氣瓶口蓋上玻璃片，倒立在水槽中。裝置連接示意圖010203安全注意事項操作時需在通風(fēng)櫥內(nèi)進行，避免吸入高錳酸鉀粉塵。集氣瓶應(yīng)放置穩(wěn)定，避免傾倒導(dǎo)致氣體逸出。加熱時要均勻，防止高錳酸鉀局部過熱而爆炸。試管口不能對著人，防止加熱時氣體突然沖出。實驗結(jié)束后，應(yīng)等試管冷卻后再進行處理，防止燙傷。020401030503實驗步驟分解Chapter氣密性檢查方法檢查導(dǎo)管連接檢查導(dǎo)管與試管、導(dǎo)管與導(dǎo)管之間的連接是否緊密，確保無漏氣現(xiàn)象。01用手輕輕堵住導(dǎo)管口，觀察導(dǎo)管內(nèi)是否有氣泡冒出，以判斷裝置的氣密性。02浸水法檢查將試管放入水中，用手捂住試管外壁，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，若冒氣泡則裝置漏氣。03封閉導(dǎo)管口用酒精燈對試管進行預(yù)熱，使試管均勻受熱，避免試管炸裂。預(yù)熱試管將酒精燈火焰對準試管底部加熱，確保試管內(nèi)藥品充分反應(yīng)。加熱部位試管應(yīng)略微傾斜，使藥品均勻受熱，同時防止冷凝水回流。試管傾斜試管加熱操作規(guī)范氣體收集時機控制氣泡連續(xù)冒出當導(dǎo)管口氣泡連續(xù)、均勻地冒出時，表示氧氣已經(jīng)開始產(chǎn)生，此時可以開始收集。01氣體純度為了確保收集到的氧氣純度較高，應(yīng)等氣泡連續(xù)冒出一段時間后再開始收集。02收集方法將導(dǎo)管口插入集氣瓶中，用排水法收集氧氣，注意集氣瓶口要蓋緊玻璃片，以防止氧氣逸出。0304氣體收集與檢驗Chapter排水法/向上排氣法選擇氣體不易溶于水且不與水反應(yīng)采用排水法收集，如氧氣。氣體密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)氣體密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)采用向上排空氣法收集，如二氧化碳。采用向下排空氣法收集，如氫氣。123氧氣驗證實驗設(shè)計氧氣助燃性驗證氧氣密度驗證氧氣與物質(zhì)反應(yīng)驗證將點燃的木條伸入集氣瓶中，若木條燃燒更旺，證明收集到的是氧氣。將氧化銅粉末加入集氣瓶中，加熱后觀察是否生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，從而驗證氧氣的存在。通過測量收集到的氧氣體積和重量，計算其密度并與標準密度進行比較，以驗證氧氣的純度。實驗異常情況處理檢查儀器連接處是否嚴密，更換漏氣部件，重新進行實驗。儀器漏氣分析原因并調(diào)整收集方法，如調(diào)整排水法收集時的氣體導(dǎo)出方式或排空氣法收集時的氣體入口位置。氣體收集不純檢查氣體收集裝置是否倒置或?qū)夤懿迦胍好嬉韵拢皶r進行調(diào)整并重新進行實驗。實驗過程中產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象05實驗現(xiàn)象分析Chapter固體顏色變化觀察加熱前在試管中加入適量的高錳酸鉀固體，觀察到其顏色為紫黑色。01加熱中隨著加熱的進行，高錳酸鉀逐漸分解，紫黑色固體逐漸減少，同時有錳酸鉀和氧氣生成。02加熱后當高錳酸鉀完全分解后，試管中剩余的固體變?yōu)殄i酸鉀，此時固體顏色變?yōu)槟G色。03加熱一段時間后，試管口開始有氣泡產(chǎn)生，但氣泡數(shù)量較少且上升較慢。氣泡產(chǎn)生速率記錄氣泡初現(xiàn)隨著加熱的繼續(xù)，氣泡數(shù)量逐漸增多，上升速度也逐漸加快，這是因為高錳酸鉀分解速率加快，產(chǎn)生的氧氣量增多。氣泡增多當高錳酸鉀分解速率達到最大時，氣泡的產(chǎn)生和排出也趨于穩(wěn)定，此時可以收集到較為純凈的氧氣。氣泡穩(wěn)定通過實驗現(xiàn)象的觀察和記錄，可以推導(dǎo)出高錳酸鉀分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為2KMnO?→K?MnO?+MnO?+O?↑。實驗結(jié)論推導(dǎo)邏輯化學(xué)反應(yīng)方程式根據(jù)反應(yīng)物和生成物的特點，可以判斷該反應(yīng)為分解反應(yīng)，即一種物質(zhì)反應(yīng)生成兩種或兩種以上的物質(zhì)?；瘜W(xué)反應(yīng)類型高錳酸鉀在加熱條件下分解產(chǎn)生錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，這一化學(xué)反應(yīng)過程符合質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律?；瘜W(xué)反應(yīng)原理06實驗總結(jié)與延伸Chapter實驗關(guān)鍵步驟復(fù)現(xiàn)藥品選擇與組裝儀器選擇高錳酸鉀作為反應(yīng)物，并組裝好實驗裝置，包括試管、導(dǎo)氣管、水槽等。01對高錳酸鉀進行加熱，使其分解產(chǎn)生氧氣，并通過導(dǎo)氣管將氧氣收集到集氣瓶中。02驗證氧氣性質(zhì)利用氧氣的助燃性等特點，進行氧氣性質(zhì)的驗證實驗。03加熱與收集氣體常見操作錯誤解析藥品用量不當高錳酸鉀用量過多或過少，都會影響氧氣的生成和收集效果。01裝置氣密性不好若裝置氣密性不好，會導(dǎo)致氧氣泄漏，從而影響實驗結(jié)果。02加熱溫度不夠或過高加熱溫度不夠會使反應(yīng)速度過慢，過高則可能導(dǎo)致高錳酸鉀分解產(chǎn)生其他氣體，影響氧氣的純度。03工業(yè)制氧方法對比電解水制氧電解水雖然能制取氧氣，但能耗較高，不適合大規(guī)