用生活中的物质探究过氧化氢分解的催化剂

祁瑞芳

摘 要：化学是一门以实验为基础的学科，存在着创新和突破。要想学好化学，不但要掌握理论知识，也要多动手操作，敢于实践，敢于创新，才能发现更多的知识。指导初三学生从课本上所学的二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂深入研究，发现生活中的许多物质可以做过氧化氢分解的催化剂。既巩固、加深了对催化剂概念的理解，又激发了学生学习化学的兴趣，体验了创新发现的乐趣，且提高了合作学习、动手操作和查阅资料的能力。

关键词：过氧化氢；分解；催化剂

一、问题的提出

化学学科的特点是以实验为基础，在教材中每一个知识点的掌握都要有实验依据，这样学生才易于理解和接受。初三化学教材中有分解过氧化氢溶液可以产生氧气的实验，实验方法如下：

（1）在试管中加入5mL 5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃。

（2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察现象。

（3）待（2）试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。

现象和结论如下：

反应原理解释：

在实验（1）中，过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解成水和氧气，但放出的氧气很少，带火星的木条不能复燃；实验（2）、（3）中二氧化锰起了催化作用，加速了过氧化氢的分解，二氧化锰可以重复使用。

催化剂的定义：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质。

教材中提到硫酸铜溶液等也对过氧化氢的分解有催化作用，这句话给了同学们启示：肯定还有一些物质可以做过氧化氢分解的催化剂。为了防止有些同学认为只有二氧化锰才能做催化剂，我鼓励同学们在现实生活中去探究过氧化氢分解的催化剂。

二、实验设计和操作

到底用什么物质去探究呢？我告诉同学们：“过氧化氢的稀溶液过氧化氢（3%的过氧化氢），一般药店都有卖。”李翔同学突然说：“有一次我用过氧化氢擦伤口时不小心滴到水泥地上，看到有气泡冒出，水泥是不是做了催化剂？”这下大家都兴奋起来，开始思索什么物质还可以做催化剂。我把学生分成四人一组，互相合作，两周时间利用课余去查阅资料，再动手操作，用自己的智慧去探索这个问题。

两个星期以后，我收到了几个小组非常认真、效果非常好的实验报告：

第一组：铁锈可以做过氧化氢分解的催化剂。

实验过程：

（1）查阅资料。铁制品在潮湿的空气中易生锈，铁锈的主要成分是氧化铁，化学式Fe2O3，红褐色固体。

（2）操作过程。

第一步：在生锈的铁制品上取下一些红褐色固体，洗净晾干，把一部分研磨成粉末。

第二步：到药店买来消毒过氧化氢，取同样多分别放入两三个无色透明玻璃瓶中，分别加入块状和粉末的铁锈，用带火星的小木条检验。

第三步：等两个瓶子中没有气泡时，再加入一些过氧化氢。现象记录如下：

第二组：水泥可以做过氧化氢分解的催化剂。

实验过程：

（1）查阅资料。水泥的主要成分是硅酸盐。水泥的种类较多，其组成有所区别。普通水泥主要成分的名称、化学式：硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3。

（2）操作过程。

第一步：在破裂的路上取水泥几块，洗净晾干。

第二步：到药店买来过氧化氢，取适量放入无色透明的玻璃瓶中，加入几块水泥，用带火星的小木条检验。现象：有少量气泡冒出，带火星的小木条发红发亮，没有复燃。

第三步：等第二步的玻璃瓶中不再有气泡冒出，再加入少量过氧化氢，又看到气泡冒出。

（3）结论与启示：水泥可以做双氧水分解的催化剂，并且可以重复使用。

第三组：新鲜蔬菜的浸出液可以做催化剂。

（1）查阅资料：动植物在代谢过程中，会产生过氧化氢这种物质，它对肌体有毒害作用。动植物的细胞中含有过氧化氢酶，能迅速把过氧化氢分解成水和氧气而解毒。所以新鲜植物的组织液含有过氧化氢酶。

（2）实验过程：

第一步：买来过氧化氢和新鲜的土豆、白菜、胡萝卜、洋葱。

第二步：把几种蔬菜洗净取一些捣碎，用纱布挤出组织液，分别倒入已经取好的过氧化氢中，并用带火星的小木条检验，现象纪录如下：

（3）结论：不同种植物组织液所含过氧化氢酶对过氧化氢都能起到催化作用，催化效率略有不同。

三、反思与评价

1.在活动过程中，努力为学生创造表现自我潜能的氛围，为研究小组内的讨论、交流、评价、合作提供平台，整个活动体现了引导学生“合作、自主、探究”学习的新课改理念。

2.通过探究实验，学生发现了双氧水分解的多种催化剂，从而使学生深刻掌握了“催化剂”的概念，懂得了如何到图书馆及网上查阅相关资料，并能够根据所得的资料和信息，做出相应推理和猜想，设计实验方案。

3.在这次研究性实验活动中，学生亲身经历和了解科学探究的基本过程：发现问题、提出假设→设计方案、进行实验→搜集证据、验证假设→表达交流、反思评价。培养了学生的科学素养，包括科学精神、科学方法、科学思维能力等。

参考文献：

1.义务教育课程标准实验教科书.化学（九年级上册）.人民教育出版.

2.季芳，程继武主编.中学学科教学中的研究性学习.浙江大学出版社.

3.《中学课程辅导》月刊.网址：http：//www.gotoread.com/article/MagID=980&wid=34695.

4.初中化学资源网.http：//edu.365jy.net/hx/Article/HTML/577.html.

5.《中學化学教与学》月刊.

（作者单位：江苏省南京市弘光中学）