過氧化氫制氧氣催化劑的探究實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

陶芒娟

摘 要：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，在日常教學(xué)中利用實(shí)驗(yàn)式教學(xué)，有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。在過氧化氫制氧氣實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于催化劑的理解是一個(gè)重難點(diǎn)內(nèi)容，這就要求老師在課堂有限時(shí)間內(nèi)為學(xué)生清楚的演示并講解。在本節(jié)課中為了達(dá)到這一目標(biāo)，我對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，將粉末狀的二氧化錳粘附在玻璃棒表面，這樣有利于二氧化錳與過氧化氫溶液的分離、二氧化錳的稱量及操作簡(jiǎn)便、省時(shí)等。

關(guān)鍵詞：催化劑 化學(xué)性質(zhì) 質(zhì)量

科粵版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第三章第2節(jié)主要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的基本原理和方法。而第一課時(shí)主要探究分解過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用。本實(shí)驗(yàn)是初中階段初次接觸催化劑及催化作用，也是唯一一次通過實(shí)驗(yàn)去探究催化劑的性質(zhì)和作用的實(shí)驗(yàn)。催化劑對(duì)過氧化氫制氧氣的催化作用的理解是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，因此，過氧化氫制氧氣催化劑的探究實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的關(guān)鍵所在。

一、課本實(shí)驗(yàn)存在著一些不足之處，在教師進(jìn)行授課時(shí)，總感覺到一些不如人意。比如：

1、現(xiàn)象不明顯：由于課本實(shí)驗(yàn)操作是先加過氧化氫溶液再加二氧化錳（造成教師操作不規(guī)范），黑色粉末粘在試管內(nèi)壁上，對(duì)反應(yīng)現(xiàn)象的觀察造成一定程度的干擾。

2、原理誤解：

課本上實(shí)驗(yàn)，第一支試管中加過氧化氫溶液，伸入帶火星木條，沒有復(fù)燃；第二支試管中加二氧化錳，伸入帶火星木條，沒有復(fù)燃；第三支試管中將二氧化錳加入過氧化氫溶液中，迅速產(chǎn)生大量氣泡，很容易讓學(xué)生誤解，是這兩種物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)即這兩種物質(zhì)是反應(yīng)物。雖然在第三支試管實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又加了過氧化氫溶液，但反應(yīng)較之前慢了（加入的過氧化氫溶液被稀釋），會(huì)使學(xué)生誤認(rèn)為是二氧化錳少了，反應(yīng)物少了，反應(yīng)慢了。其根本還是不能直接的稱量二氧化錳質(zhì)量從而可能導(dǎo)致原理上的誤解。

3、實(shí)驗(yàn)耗時(shí)：

對(duì)于在驗(yàn)證二氧化錳化學(xué)性質(zhì)不變時(shí)，需要反復(fù)不段補(bǔ)加過氧化氫溶液。每次補(bǔ)加之前都需要等上次反應(yīng)停止后，再補(bǔ)加，這樣很容易浪費(fèi)時(shí)間，該實(shí)驗(yàn)屬于課堂演示實(shí)驗(yàn)，課堂時(shí)間四十分鐘很有限。

4、MnO2的質(zhì)量不易稱量

由于二氧化錳是粉末狀固體，稱量的前提是過濾、洗滌、烘干，從內(nèi)容上來說，固液的分離屬于九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)內(nèi)容，存在知識(shí)后掛，不利于上課的講解；從操作上說，步驟麻煩、耗時(shí)，課堂上也無法完成。那么上課時(shí)，教師在這方面講解時(shí)，只是口頭告知學(xué)生，質(zhì)量不變，從知識(shí)的傳授上有些刻意灌輸，缺乏事實(shí)支撐。而且很少有教師再對(duì)二氧化錳進(jìn)行回收，最后造成資源的浪費(fèi)及環(huán)境的污染。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1、實(shí)驗(yàn)用品：四支試管、鐵架臺(tái)、氣球、502膠、玻璃棒、小木條、二氧化錳、5%的過氧化氫溶液、電子稱

2、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

將502膠均勻涂抹于玻璃棒的一端，把二氧化錳粘附在涂有502膠的玻璃棒上，晾干備用。

3、實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象

小結(jié)：過氧化氫本身就可以分解，加入二氧化錳后分解速率明顯加快，反應(yīng)前后二氧化錳質(zhì)量沒有發(fā)生改變，并且二氧化錳可以加快分解過氧化氫的化學(xué)性質(zhì)也沒有發(fā)生改變。由此可得出，二氧化錳是過氧化氫制氧氣的催化劑。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、現(xiàn)象明顯。

2、原理的探究更為明了，消除了因?yàn)樵谝恢г嚬苤胁粩嘌a(bǔ)加過氧化氫溶液所引起的濃度改變對(duì)反應(yīng)速率的影響，從而消除了學(xué)生對(duì)于二氧化錳是該反應(yīng)的反應(yīng)物的誤解。

3、二氧化錳易分離、易稱量，省時(shí)，結(jié)果更易讓學(xué)生信服。解決了課堂中驗(yàn)證催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量不變的這一難題。

5、粘有二氧化錳的玻璃棒晾干后可以重復(fù)使用，大大節(jié)約了藥品

參考文獻(xiàn)：

[1]齊宏靜. 關(guān)于過氧化氫催化劑的探究[A]. .第五屆中國(guó)教育技術(shù)裝備論壇獲獎(jiǎng)?wù)撐募ㄏ拢C].：《中國(guó)教育技術(shù)裝備》雜志社，2014：3.

[2]王來生. 新課標(biāo)下化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究性教學(xué)的研究——過氧化氫制取氧氣的催化劑的探究的教學(xué)案例[A]. 江蘇省教育學(xué)會(huì).江蘇省教育學(xué)會(huì)2006年年會(huì)論文集（理科專輯）[C].江蘇省教育學(xué)會(huì)：江蘇省教育學(xué)會(huì)，2006：4.