【高锰酸钾制氧气】在化学实验中，制取氧气是一种常见的操作。其中，使用高锰酸钾（KMnO₄）加热分解是一种经典的制氧方法。该方法操作简单、原料易得，适用于初中或高中阶段的化学实验教学。以下是对“高锰酸钾制氧气”实验的总结与分析。
一、实验原理
高锰酸钾在加热条件下会发生分解反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）、二氧化锰（MnO₂）和氧气（O₂）。其化学方程式如下：
$$
2\text{KMnO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{K}_2\text{MnO}_4 + \text{MnO}_2 + \text{O}_2\uparrow
$$
该反应属于分解反应，且为放热反应。由于氧气是气体产物，可以通过排水法或向上排空气法进行收集。
二、实验装置与步骤
| 步骤 | 操作内容 |
| 1 | 准备实验仪器：铁架台、试管、酒精灯、导管、集气瓶、水槽等。 |
| 2 | 在试管中加入适量高锰酸钾粉末，并用棉花堵住试管口，防止粉末飞溅。 |
| 3 | 将试管固定在铁架台上，使试管口略向下倾斜，避免冷凝水倒流。 |
| 4 | 点燃酒精灯，先预热试管，再集中加热高锰酸钾。 |
| 5 | 当导管口有连续气泡冒出时，开始收集氧气。 |
| 6 | 实验结束后，先移走导管，再熄灭酒精灯，防止水倒吸入试管。 |
三、注意事项
| 注意事项 | 说明 |
| 试管口要略向下倾斜 | 防止冷凝水倒流导致试管破裂 |
| 试管口加棉花 | 防止高锰酸钾粉末随气体逸出 |
| 收集氧气时要等气泡均匀后再收集 | 避免收集到空气，影响纯度 |
| 实验结束时先撤导管后熄灯 | 防止水倒吸造成试管炸裂 |
四、实验现象
- 颜色变化：高锰酸钾由紫黑色逐渐变为黑褐色（生成锰酸钾和二氧化锰）。
- 气体产生：有无色气体（氧气）从导管口冒出。
- 燃烧检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气。
五、实验结论
通过加热高锰酸钾可以成功制取氧气，此方法操作简便、成本低，适合用于基础化学实验。但需要注意实验安全和操作规范，以确保实验顺利进行并获得纯净的氧气。
六、实验拓展
除了高锰酸钾，实验室还可通过其他方法制取氧气，如：
| 方法 | 原料 | 反应式 |
| 过氧化氢分解 | 过氧化氢（H₂O₂） | $2\text{H}_2\text{O}_2 \xrightarrow{\text{MnO}_2} 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2\uparrow$ |
| 分解氯酸钾 | 氯酸钾（KClO₃） | $2\text{KClO}_3 \xrightarrow{\Delta} 2\text{KCl} + 3\text{O}_2\uparrow$ |
这些方法各有优劣，可根据实验条件选择合适的制氧方式。
总结：高锰酸钾制氧气是一项基础而重要的化学实验，不仅帮助学生理解分解反应的原理，也培养了实验操作能力和安全意识。通过合理的设计和规范的操作，能够有效提升实验的成功率和教学效果。
