过氧化氢制取氧气的实验探究
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过氧化氢制取氧气的实验探究
实验改进说明：
《义务教育课程标准实验教科书化学九年级（人教版）上册》第二单元课题3制取氧气中安排了用过氧化氢溶液制取氧气的内容，如按书上的实验内容教学，始终留下一些疑惑，针对下列问题，在本节课中做了以下的实验改进：
（一）、过氧化氢溶液在常温下能生成氧气的实验改进
课本中对这部分内容是这样安排的：在试管中加入 5 mL 10％的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，木条不复燃，但说明了“过氧化氢溶液在常温下能生成氧气”结论。显然这样的结论会使学生感到矛盾。将5 mL 10％的过氧化氢溶液放置一天（用橡皮塞塞紧），再把带火星的木条伸入试管，木条就会复燃，建立在实验基础上，学生对“过氧化氢溶液在常温下能生成氧气”就会变得清晰。
(二)、催化剂概念的理解
因过滤操作安排在第三单元课题3水的净化中，在本课题的学习中较难安排将催化剂二氧化锰过滤出来，而且烘干称量实验操作也较为繁琐，难在有限的课堂时间上完成，如没有相应的实验基础，学生对催化剂“在化学反应前后质量不变”形成不了概念，也就无法更好地揭示催化剂概念的内涵。
1、实验用品
烧杯（500mL）1只、试管（18×180）2支、铜丝网（3cm×3cm）、铜丝、30℅Ｈ２Ｏ２、托盘天平
2、实验装置（如下图）
3、实验步骤
（1）取一块3cm×3cm铜丝网，卷成圆筒形，用一根约25 cm长的铜丝相连，并称重。
（2）分别向2支试管中注入约1／3体积、浓度为30℅Ｈ２Ｏ２
（3）将2支试管放入盛有开水的烧杯中，约1min后可观察到小气泡产生。
（4）把带有铜丝的铜丝网放入其中的一支试管中，可观察到试管中有大量的气泡产生，随即将铜丝网撤离液面则反应速度又恢复到原来的水平，反复实验，上述现象重复出现直到Ｈ２Ｏ２的分解反应完成。 （5）待反应完成后取出铜丝，用滤纸或卫生纸将铜丝网上的液体吸干，然后称量，可观察到铜丝网的质量不变。
此实验快速简单、操作方便，可明显地观察到反应速度的改变、反应前后催化剂的外观和质量均不改变，从而很好地揭示催化剂的概念，本实验所用的铜丝和铜丝网也可用铁丝和铁丝网代替。
(三)、用过氧化氢溶液制取氧气的实验
实验室制备气体装置的选择，往往是由制备气体的方法（原理）决定的。用化学方法制取气体，就需要考虑反应中反应物的状态和反应条件。用过氧化氢溶液制取氧气的实验条件为常温，反应物的状态为固体和液体，所选装置如图1所示。
图1
缺点：
1. 在实验操作中，很难做到使反应随时发生随时停止（即很难做到使过氧化氢溶液与MnO2粉末分离而使反应停止）。
2. 无法控制液体药品的用量，浪费药品。
因此做了适当的改进：
改进一
1. 改进所需器材
铁架台（带铁夹）、大试管、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞。
2. 改进后的发生装置如下图2所示：
3. 操作方法
①先将少量的二氧化锰粉末放入大使管的底部。
②然后将过氧化氢溶液放入分液漏斗中，打开活塞，逐滴加入过氧化氢溶液，使反应停止。 ③不需产生气体时将活塞关闭，使反应停止。
4. 改进后发生装置的优点
①通过分液漏斗逐滴向试管加入过氧化氢溶液来控制反应的速度，可以得到平稳的氧气流，同时也便于收集。
②可以控制所加过氧化氢溶液的用量，节约药品。
③操作简便。
改进二
1. 1. 改进所需器材
吸滤瓶、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋）
2.改进后的发生装置如图3
3. 操作方法
①按上图将一根铜丝（一端系上装有二氧化锰粉末的小砂袋），伸入到吸滤瓶底部。
②将过氧化氢溶液放入分液漏斗中，通过分液漏斗逐滴加入5℅过氧化氢溶液，使反应发生，产生气体。
③不需产生气体时将铜丝向上拉起，将小砂袋脱离液面，使反应停止。
4. 改进后发生装置的优点
①通过控制滴加过氧化氢溶液的用量来控制反应的速度。
②能通过小砂袋的上升和下降来控制反应的随时发生随时停止。
③操作简便，节约药品。
改进后的教育功能和价值：1、可有效的使学生明白过氧化氢溶液在常温下也能分解放出氧气。2、可帮助学生对催化剂概念的理解，并且明白催化剂与反应的不同。3、加强学生对实验室制备气体装置的选择，往往是由制备气体的方法（原理）决定的。用化学方法制取气体，就需要考虑反应中反应物的状态和反应条件。
该实验中包含的科学方法是：实验探究法，层层深入、层层落实 我在该化学实验教学中的策略是：1.选择最优化的化学体系 2.遵循学生认知规律进行教学，有效使用问题策略 3.培养学生规范实验操作、良好的实验习惯 4.挖掘实验教学中的教育功能和价值，提炼蕴含在实验中的科学方法，培养学生的高级思维能力和创新能力。
