探究催化劑的作用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

河北省隆化縣第一中學(xué) 榮 濤

一、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的背景

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，用二氧化錳和過氧化氫溶液混合以及加熱混有二氧化錳的氯酸鉀固體是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的兩種方法。在這兩種方法中，二氧化錳起到催化作用，能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不改變。教材中重點(diǎn)探究了二氧化錳對(duì)過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣速率的影響，見圖1。

圖1

教材中對(duì)二氧化錳在氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣中的催化作用沒有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。為突出二氧化錳在氯酸鉀分解反應(yīng)中的催化作用，教師或?qū)W生往往受圖1 所示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)啟發(fā)，探究時(shí)采用分別加熱裝有氯酸鉀、二氧化錳、氯酸鉀和二氧化錳混合物的三支試管，然后將帶火星的木條放在試管口的導(dǎo)管處，觀察木條是否復(fù)燃和使木條達(dá)到復(fù)燃的時(shí)間長(zhǎng)短，來初步判斷二氧化錳的催化作用，見圖2。

圖2

這種實(shí)驗(yàn)方法不僅操作繁瑣，而且浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)藥品。為此，我設(shè)計(jì)了一種操作簡(jiǎn)單、節(jié)約藥品和現(xiàn)象明顯的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)用品

石棉網(wǎng)、藥匙、線香、火柴；氯酸鉀、二氧化錳。

三、實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖3

四、實(shí)驗(yàn)操作方法、現(xiàn)象及結(jié)論

1.用藥匙分別將少量且質(zhì)量大致相等的氯酸鉀、二氧化錳、二氧化錳和氯酸鉀混合物三種藥品分開堆放在同一個(gè)石棉網(wǎng)上，見圖3。

2.用火柴點(diǎn)燃線香后再熄滅，制成帶火星的線香。用帶火星的線香依次接觸三堆藥品，即氯酸鉀、二氧化錳、二氧化錳和氯酸鉀混合物。

3.觀察發(fā)現(xiàn)，用帶火星的線香接觸氯酸鉀時(shí)閃火星，接觸二氧化錳時(shí)無變化，接觸二氧化錳和氯酸鉀混合物時(shí)線香復(fù)燃。從而得出結(jié)論：二氧化錳起催化作用。

五、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的意義

1.實(shí)驗(yàn)所用器材較少，簡(jiǎn)單易行，便于操作；

2.所用藥品取少量即可，節(jié)約藥品；

3.用帶火星的線香代替帶火星的木條，火星持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可滿足實(shí)驗(yàn)需要，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。