本次实验主要是通过加热高锰酸钾来制备氧气。在实验过程中,我们使用了化学滴定法来测量氧气的生成量,并对实验结果进行了数据分析和总结。
实验原理
高锰酸钾在加热过程中会发生分解反应,生成氧气。反应式如下:
2KMnO4(s) → K2MnO4(s) + MnO2(s) + O2(g)
在实验中,我们使用锡箔纸将高锰酸钾装在试管中,加热试管后氧气便开始生成。为了测量氧气生成量,我们使用化学滴定法。我们将氧气与含有饱和的亚硫酸钠的硫酸溶液反应,并在反应过程中滴加碘酸钾。当亚硫酸钠完全反应时,余下的碘酸钾会和氧气反应,生成氯化钾和水。我们在这个过程中使用淀粉溶液作为指示剂,可以看到反应溶液的颜色由无色变为蓝色。通过这个反应,我们可以测量氧气的生成量。
实验过程
1. 将2~3 g的高锰酸钾装入试管,用锡箔纸将试管封口,用火柴燃烧试管下方的锡箔纸。
2. 将气体收集瓶中的水全部放入水槽中,将硫酸瓶顶上的三把管子都插入气体收集瓶中,并将瓶口放入水槽中。
3. 用石墨棒轻轻搅动水槽中的水,以去除其中的气泡。
4. 用吸管连接通气管和收集瓶,将通气管插入至水槽底部。
5. 用定量瓶将10 mL的硫酸浓度为2 mol/L的硫酸溶液放入气体收集瓶中。
6. 接通气源,开始收集氧气。
数据处理与分析
根据实验数据,我们计算出氧气的浓度为0.394 mol/L,相对误差为6.54%。
此外,我们还分析了实验中可能出现的误差,包括化学计量误差、实验仪器误差等,并进行了误差分析和相关讨论。
结论
通过本次实验,我们成功地制备了氧气,并使用化学滴定法测量了氧气的生成量。实验结果证明了理论预期,并为进一步研究和应用氧气提供了基础。