初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)“過氧化氫制取氧氣”教學(xué)創(chuàng)新策略探究

許瑤云

（浙江省嘉興市21世紀(jì)外國語學(xué)校，浙江 嘉興）

在化學(xué)學(xué)科中，實(shí)驗(yàn)占據(jù)著非常重要的地位，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新對于整個(gè)化學(xué)教學(xué)的提高起著不可替代的作用。同時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)還能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。關(guān)于氧氣制法是初中化學(xué)中最基本的一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過對這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的操作能夠基本掌握氣體的制取過程。那么為了順應(yīng)新課標(biāo)的要求，我們?nèi)绾螌Τ踔谢瘜W(xué)中“過氧化氫制取氧氣”這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更好的革新呢？下文將進(jìn)行具體的闡釋。

一、初中化學(xué)教材中關(guān)于“過氧化氫制取氧氣”的缺陷

（一）玻璃容器容易破碎，在連接裝置時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間相對較長。

（二）實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的裝置的氣密性過差，對于氧氣的收集產(chǎn)生不利因素。

（三）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的反應(yīng)沒辦法很好地控制，不能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)發(fā)生和隨時(shí)停止。

（四）在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)關(guān)于藥品的用量沒有辦法很好地進(jìn)行控制，所以容易導(dǎo)致藥品的浪費(fèi)。

二、實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化

（一）對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)

用20毫升的注射器把過氧化氫溶液注入250毫升的輸液瓶中，把二氧化錳配置成懸濁液，用20毫升的注射器注入到輸液袋中，將輸液瓶和輸液袋通過輸液管進(jìn)行連接。

（二）反應(yīng)過程的改進(jìn)

1.實(shí)驗(yàn)原理

過氧化氫在二氧化錳作為催化劑的條件下分解生成了氧氣和水。

2.實(shí)驗(yàn)藥品改進(jìn)

首先是過氧化氫，我們采用的是利用20毫升的注射器把過氧化氫溶液融入250毫升的輸液瓶中。過氧化氫此時(shí)的濃度最好在15%左右。然后進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)找到關(guān)于過氧化氫的濃度對分解率的影響。我們將四支試管加入了各0.5克的二氧化錳，然后分別和5%、10%、15%以及20%的過氧化氫溶液融合，當(dāng)收集到50毫升的氧氣時(shí)，對所用的時(shí)間進(jìn)行記錄。結(jié)果得出了下表的數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)順序 1 2 3 4過氧化氫溶液的濃度 5% 10% 15% 20%反應(yīng)時(shí)間（s） 63 56 22 16

通過上表我們看出過氧化氫的溶度在比15%低時(shí)，反應(yīng)相對較慢，而高于15%則反應(yīng)趨于穩(wěn)定，因此考慮到對反應(yīng)速度的控制這一點(diǎn)時(shí)，我們在選用過氧化氫時(shí)，最好選擇的過氧化氫濃度為15%。然后我們同時(shí)加入15%的過氧化氫，又進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)。我們在3支不同容量但是濃度相同的過氧化氫中，當(dāng)氧氣收集達(dá)到50毫升時(shí)，得出了下列數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)順序 1 15%過氧化氫溶液（mL） 5產(chǎn)生氧氣的體積（mL） 不足50 2 3 10不足50 15略大于50

通過這個(gè)表我們得出結(jié)論在容量為15毫升溶度為15%的過氧化氫溶液中能夠正好收集到50毫升的氧氣。第三個(gè)我們要從二氧化錳進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二氧化錳的用量保持在0.4到0.5克之間。在五支試管中分別加入不同量的二氧化錳，然后再加入容量為15毫升溶度為15%的過氧化氫溶液，能夠正好收集到50毫升的氧氣時(shí)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄。

?

通過上表得出當(dāng)二氧化錳的用量在0.4克以上時(shí)，分解率呈現(xiàn)持平的狀態(tài)。

3.反應(yīng)場所的改進(jìn)

將輸液瓶的下方開關(guān)打開，然后將過氧化氫引入輸液袋中，與二氧化錳發(fā)生反應(yīng)，讓化學(xué)反應(yīng)在輸液袋中完成。

4.實(shí)驗(yàn)步驟的改進(jìn)

首先要檢查裝置的氣密性是否完好，其次將過氧化氫放置于輸液瓶中，將二氧化錳放置到輸液袋中，將輸液瓶的下方開關(guān)和輸液袋中的上方開關(guān)打開。

三、改進(jìn)后裝置的優(yōu)點(diǎn)

（一）實(shí)驗(yàn)的安全性提高

在本實(shí)驗(yàn)中，用到的醫(yī)用輸液瓶、輸液袋還有輸液管都是一些塑料質(zhì)地的，不容易發(fā)生破碎，因此也不必?fù)?dān)心液體會飛濺出來，通過器具的改進(jìn)提高了實(shí)驗(yàn)的安全性。

（二）節(jié)省藥品

在本次實(shí)驗(yàn)中，二氧化錳是可以多次使用的，損失的可能性極小。

（三）密封性相對較好

像輸液袋、輸液管和輸液瓶它們的密封性比較好，不會產(chǎn)生漏氣的現(xiàn)象。

（四）化學(xué)反應(yīng)更容易控制

因?yàn)閮蓚€(gè)裝置藥品的裝置都具有獨(dú)立的開關(guān)，隨時(shí)可以調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)隨時(shí)開始、隨時(shí)結(jié)束的可能性。

（五）操作相對簡單

該裝置在連接方面非常簡單，易于操作，氣密性強(qiáng)。

（六）降低了實(shí)驗(yàn)的成本

本次實(shí)驗(yàn)中使用的輸液袋、輸液瓶和輸液管都是便宜的，并且能夠反復(fù)使用，這樣一來大大降低了實(shí)驗(yàn)的成本。

（七）該實(shí)驗(yàn)更適合學(xué)生操作

該實(shí)驗(yàn)因?yàn)楹啙嵅⑶冶阌诓僮?，因此能夠讓學(xué)生單獨(dú)完成。

在以往的“過氧化氫制取氧氣”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，存在著一些很不利的因素，使得該實(shí)驗(yàn)的效果沒有完全發(fā)揮出來，通過上述關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新探究，改變了以往該實(shí)驗(yàn)的弊端，希望對大家有所幫助。