用生活中的物質(zhì)探究過氧化氫分解的催化劑

祁瑞芳

摘 要：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，存在著創(chuàng)新和突破。要想學(xué)好化學(xué)，不但要掌握理論知識，也要多動手操作，敢于實踐，敢于創(chuàng)新，才能發(fā)現(xiàn)更多的知識。指導(dǎo)初三學(xué)生從課本上所學(xué)的二氧化錳做過氧化氫分解的催化劑深入研究，發(fā)現(xiàn)生活中的許多物質(zhì)可以做過氧化氫分解的催化劑。既鞏固、加深了對催化劑概念的理解，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，體驗了創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的樂趣，且提高了合作學(xué)習(xí)、動手操作和查閱資料的能力。

關(guān)鍵詞：過氧化氫；分解；催化劑

一、問題的提出

化學(xué)學(xué)科的特點是以實驗為基礎(chǔ)，在教材中每一個知識點的掌握都要有實驗依據(jù)，這樣學(xué)生才易于理解和接受。初三化學(xué)教材中有分解過氧化氫溶液可以產(chǎn)生氧氣的實驗，實驗方法如下：

（1）在試管中加入5mL 5%的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃。

（2）向上述試管中加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象。

（3）待（2）試管中沒有氣泡時，重新加入過氧化氫溶液，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。

現(xiàn)象和結(jié)論如下：

反應(yīng)原理解釋：

在實驗（1）中，過氧化氫溶液在常溫下能緩慢分解成水和氧氣，但放出的氧氣很少，帶火星的木條不能復(fù)燃；實驗（2）、（3）中二氧化錳起了催化作用，加速了過氧化氫的分解，二氧化錳可以重復(fù)使用。

催化劑的定義：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有改變的物質(zhì)。

教材中提到硫酸銅溶液等也對過氧化氫的分解有催化作用，這句話給了同學(xué)們啟示：肯定還有一些物質(zhì)可以做過氧化氫分解的催化劑。為了防止有些同學(xué)認(rèn)為只有二氧化錳才能做催化劑，我鼓勵同學(xué)們在現(xiàn)實生活中去探究過氧化氫分解的催化劑。

二、實驗設(shè)計和操作

到底用什么物質(zhì)去探究呢？我告訴同學(xué)們：“過氧化氫的稀溶液過氧化氫（3%的過氧化氫），一般藥店都有賣?！崩钕柰瑢W(xué)突然說：“有一次我用過氧化氫擦傷口時不小心滴到水泥地上，看到有氣泡冒出，水泥是不是做了催化劑？”這下大家都興奮起來，開始思索什么物質(zhì)還可以做催化劑。我把學(xué)生分成四人一組，互相合作，兩周時間利用課余去查閱資料，再動手操作，用自己的智慧去探索這個問題。

兩個星期以后，我收到了幾個小組非常認(rèn)真、效果非常好的實驗報告：

第一組：鐵銹可以做過氧化氫分解的催化劑。

實驗過程：

（1）查閱資料。鐵制品在潮濕的空氣中易生銹，鐵銹的主要成分是氧化鐵，化學(xué)式Fe2O3，紅褐色固體。

（2）操作過程。

第一步：在生銹的鐵制品上取下一些紅褐色固體，洗凈晾干，把一部分研磨成粉末。

第二步：到藥店買來消毒過氧化氫，取同樣多分別放入兩三個無色透明玻璃瓶中，分別加入塊狀和粉末的鐵銹，用帶火星的小木條檢驗。

第三步：等兩個瓶子中沒有氣泡時，再加入一些過氧化氫?，F(xiàn)象記錄如下：

第二組：水泥可以做過氧化氫分解的催化劑。

實驗過程：

（1）查閱資料。水泥的主要成分是硅酸鹽。水泥的種類較多，其組成有所區(qū)別。普通水泥主要成分的名稱、化學(xué)式：硅酸三鈣3CaO·SiO2，硅酸二鈣2CaO·SiO2，鋁酸三鈣3CaO·Al2O3。

（2）操作過程。

第一步：在破裂的路上取水泥幾塊，洗凈晾干。

第二步：到藥店買來過氧化氫，取適量放入無色透明的玻璃瓶中，加入幾塊水泥，用帶火星的小木條檢驗?，F(xiàn)象：有少量氣泡冒出，帶火星的小木條發(fā)紅發(fā)亮，沒有復(fù)燃。

第三步：等第二步的玻璃瓶中不再有氣泡冒出，再加入少量過氧化氫，又看到氣泡冒出。

（3）結(jié)論與啟示：水泥可以做雙氧水分解的催化劑，并且可以重復(fù)使用。

第三組：新鮮蔬菜的浸出液可以做催化劑。

（1）查閱資料：動植物在代謝過程中，會產(chǎn)生過氧化氫這種物質(zhì)，它對肌體有毒害作用。動植物的細(xì)胞中含有過氧化氫酶，能迅速把過氧化氫分解成水和氧氣而解毒。所以新鮮植物的組織液含有過氧化氫酶。

（2）實驗過程：

第一步：買來過氧化氫和新鮮的土豆、白菜、胡蘿卜、洋蔥。

第二步：把幾種蔬菜洗凈取一些搗碎，用紗布擠出組織液，分別倒入已經(jīng)取好的過氧化氫中，并用帶火星的小木條檢驗，現(xiàn)象紀(jì)錄如下：

（3）結(jié)論：不同種植物組織液所含過氧化氫酶對過氧化氫都能起到催化作用，催化效率略有不同。

三、反思與評價

1.在活動過程中，努力為學(xué)生創(chuàng)造表現(xiàn)自我潛能的氛圍，為研究小組內(nèi)的討論、交流、評價、合作提供平臺，整個活動體現(xiàn)了引導(dǎo)學(xué)生“合作、自主、探究”學(xué)習(xí)的新課改理念。

2.通過探究實驗，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了雙氧水分解的多種催化劑，從而使學(xué)生深刻掌握了“催化劑”的概念，懂得了如何到圖書館及網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，并能夠根據(jù)所得的資料和信息，做出相應(yīng)推理和猜想，設(shè)計實驗方案。

3.在這次研究性實驗活動中，學(xué)生親身經(jīng)歷和了解科學(xué)探究的基本過程：發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)→設(shè)計方案、進行實驗→搜集證據(jù)、驗證假設(shè)→表達(dá)交流、反思評價。培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，包括科學(xué)精神、科學(xué)方法、科學(xué)思維能力等。

參考文獻(xiàn)：

1.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書.化學(xué)（九年級上冊）.人民教育出版.

2.季芳，程繼武主編.中學(xué)學(xué)科教學(xué)中的研究性學(xué)習(xí).浙江大學(xué)出版社.

3.《中學(xué)課程輔導(dǎo)》月刊.網(wǎng)址：http：//www.gotoread.com/article/MagID=980&wid=34695.

4.初中化學(xué)資源網(wǎng).http：//edu.365jy.net/hx/Article/HTML/577.html.

5.《中學(xué)化學(xué)教與學(xué)》月刊.

（作者單位：江蘇省南京市弘光中學(xué)）