高锰酸钾（KMnO4）是一种强氧化剂，在实验室中常用于制备氧气。这种方法简单易行，适合教学演示和基础化学实验。下面将详细介绍如何使用高锰酸钾制备氧气的过程。

实验原理

高锰酸钾在加热条件下分解，反应式如下：

\[ 2 KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2↑ \]

此反应是一个热分解反应，随着温度的升高，高锰酸钾会分解成锰酸钾（K2MnO4）、二氧化锰（MnO2）以及氧气（O2）。氧气是该反应的主要产物之一，可以被收集起来进行后续的实验或观察。

实验材料与仪器

- 高锰酸钾

- 试管

- 酒精灯或电炉

- 单孔橡皮塞

- 导气管

- 水槽或集气瓶

- 火柴或打火机

实验步骤

1. 准备实验装置：首先，将导气管插入单孔橡皮塞中，并确保连接紧密无漏气。

2. 装填药品：取适量高锰酸钾粉末，小心地装入干净的试管中，注意不要装得过满。

3. 固定试管：将装有药品的试管固定在铁架台上，确保试管口稍微向下倾斜，防止冷凝水倒流。

4. 加热：点燃酒精灯或开启电炉，对准试管底部进行均匀加热。

5. 收集氧气：当观察到导气管中有气体逸出时，立即将导气管末端伸入装满水的水槽或集气瓶中，开始收集氧气。

6. 验证氧气：待收集一定量的气体后，可用带火星的木条检验收集到的气体是否为氧气。如果木条复燃，则证明收集到了氧气。

注意事项

- 在实验过程中应佩戴防护眼镜，避免高锰酸钾粉末接触皮肤或吸入。

- 加热时要小心操作，避免试管破裂。

- 收集氧气时，确保装置密封良好，避免氧气逸散。

- 实验完成后，正确处理剩余药品及废弃物。

通过以上步骤，我们可以成功利用高锰酸钾制备氧气。这项实验不仅能够帮助学生理解化学反应的基本原理，还能培养学生的动手能力和安全意识。