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1、 二氧化锰对氯酸钾分解催化作用实验创新设计潘国荣 李文勇雷山县第三中学 贵州省雷山县 557199【摘要】人民教育出版社2001年版全国通用初中化学教科书中二氧化锰对氯酸钾分解催化作用实验设计是三个，操作繁杂、费时。通过改进把三个实验放在一个装置中进行，大大缩短了实验所需时间，操作变得简单，实验成功率高，现象明显、对比性强，可以用于学生的课堂探究或课外探究。【关键词】二氧化锰；氯酸钾；分解；催化作用；实验催化剂在生产和科学研究中具有广泛的应用，生物体中的酶也是一种催化剂。通过催化剂知识的学习，可以激发学生学习化学的自觉性和积极性【1】。催化理论是一个难度很大的课题，催化剂与催化作用是初中化学的
2、一个知识难点，初中化学只能根据实验的表面现象来作简单介绍，使学生了解催化剂与催化作用。因此，实验探究活动的设计就显得非常重要。1 教科书实验设计与问题对于催化剂的催化作用实验，人民教育出版社2001年版全国通用初中化学教科书【2】是这样设计的：“ 实验1-6 把少量氯酸钾放在试管里加热几分钟，可以看到，氯酸钾熔化后，才开始缓慢地放出气泡，这时用带火星的木条插入管口，观察木条是否着火。如果着火，表明有什么气体放出？ 实验1-7 把少量二氧化锰放在试管里加热，用带火星的木条插入管口，观察木条是否着火。这种现象表明有没有氧气放出？ 实验1-8 把少量氯酸钾放在试管里稍稍加热片刻，即把带火星的木条插入
3、管口，木条不着火。把试管移离火焰，迅速撒入少量二氧化锰放，再把带火星的木条插入管口，观察木条是否着火。这个实验说明什么问题？”三个实验看起来很简单，按顺序来，一节课的结果是： 实验1-6 中用酒精灯加热氯酸钾使其受热熔化，缓慢地放出气泡，用带火星的木条插入管口，观察木条是否着火。“受热熔化，缓慢地放出气泡”，这个现象容易看到。但是，用带火星的木条插入管口，观察 “木条着火”的现象时，没有成功看到过“木条复燃”的现象。 实验1-7 中加热二氧化锰的时间究竟多长？教材没有说明，不好控制。 实验1-8 中稍稍加热试管里的氯酸钾片刻，这个“片刻”时间也不好控制，还有室温不同的影响，不能保证实验100%
4、的成功。可能是绝大多数老师不能用一节课的时间圆满地完成“教科书”的既定目标，现在新课标教科书中就把有关“二氧化锰对氯酸钾分解催化作用实验”的三个实验给“优化”掉了。2 创新设计的实验与操作对此实验，我们通过不断的总结，作了如下的创新设计：2.1 仪器与药品准备把25200mm的试管截成25110mm试管（以下称大试管），把20200mm的试管截成20130mm试管（以下称中试管）；15150mm的试管（以下称小试管）不用截短。为了防止水蒸气对实验的影响，所使用的大、中、小试管都必须洗净、烘干。实验使用的药品二氧化锰与氯酸钾也要分别烘干。2.2 实验装置安装方法取2g左右的二氧化锰置于大试管中，
5、取2g左右的氯酸钾置于中试管中，取1g左右的氯酸钾与0.3g左右的二氧化锰混合均匀后放入小试管中，抖动使药品堆紧一些。把小试管放入中试管里，用小试管把氯酸钾压紧一些；用大试管把中、小试管套住，让中试管把二氧化锰压紧一点，这样就形成了大、中、小试管与药品叠套装在一起的三层套管固定装置。用铁夹夹住大试管，让试管口向上倾斜成4560后，把三层套管一起固定在铁架台上。用酒精灯给大试管加热。2.3 实验装置图 氯酸钾 二氧化锰 氯酸钾与 二氧化锰 C抗凝血酶物质增加 大、中、小试管与药品一起叠套共热A凝血酶原 D因子2.4 实验操作与现象加热几分钟后，在中试管里的氯酸钾没有熔化前，小试管里的药品已经剧烈
6、反应产生大量气体，用带火星的木条放在小试管口，木条着火复燃。此时，中试管里的氯酸钾也熔化产生大量的小气泡，用带火星的木条放在大、中试管口，木条都没有着火复燃。当小试管里的气体不能再使“带火星的木条着火复燃”后，取出小试管让它自然冷却。C.编码、系统测试、网络安装和新旧系统转换继续加热大、中试管两分钟，用带火星的木条放在大、中试管口，木条也没有着火复燃；伸入中试管里，木条也没有着火复燃。(五)甲公司201年至204年发生以下交易或事项：取出中试管，让其冷却。继续加热大试管两分钟，用带火星的木条放在大试管口，木条也没有着火复燃；伸入大试管里，木条也没有着火复燃。(二)甲公司200年1月1日发行在外
7、的普通股为27 000万股，200年度实现归属于普通股股东的净利润为18 000万元，普通股平均市价为每股10元。200年度，甲公司发生的与其权益性工具相关的交易或事项如下：最后，用带着棱角的玻璃棒小心地把小试管里的固体弄碎脱落，转移到中试管里与氯酸钾搅拌混合，继续给中试管加热，用带火星的木条放进中试管里，带火星的木条又重新着火复燃了。2.5 实验结论 上面的实验说明：第一，加热氯酸钾到熔化后才能缓慢地放出氧气，由于产生氧气缓慢又量少，难以在短时间内聚集达到使带火星的木条着火复燃的氧气量，很难看到“带火星的木条着火复燃”的现象。第二，用酒精灯给试管里的二氧化锰加热，没有氧气放出。第三，氯酸钾与
8、二氧化锰混合发生的反应中，消耗掉的是氯酸钾，而二氧化锰的质量和化学性质在反应前后都没有改变。第四，二氧化锰具有使氯酸钾在较低的温度下迅速放出氧气的本领。6 甲公司200年1月1曰购入乙公司80股权，能够对乙公司的财务和经营政策实施控制。除乙公司外，甲公司无其他子公司。200年度，乙公司按照购买 日可辨认净资产公允价值为基础计算实现的净利润为2 000万元，无其他所有者权益变动。200年末，甲公司合并财务报表中少数股东权益为825万元。201年度，乙公司按购买日可辨认净资产公允价值为 基础计算的净亏损为5 000万元，无其他所有者权益变动。20X 1年末，甲公司个别财务报表中所有者权益总额为85
9、00万元。下列各项关于甲公司200年度和20X1年度合并财务报表列报的表述中，正确的有( )。在化学反应里能够改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。二氧化锰就是实验室用氯酸钾制取氧气反应的催化剂。资料：纯净的氯酸钾加热到356时才熔化，继续加热到400以上才开始缓慢地分解，放出氧气。二氧化锰在加热到535时也会放出氧气【3】。6、一般来说，TCP/IP的IP提供的服务是( )3 创新设计的优点若职工月收入=800元，不交税；这个创新设计的优点是十分明显的：一是大大缩短了实验所用的时间；二是三个实验在同
10、一个装置中进行，受热温度由大试管中试管小试管依次降低，而反应顺序是反过来的：先小试管再中试管，大试管无现象，对比性强。三是实验成功率高，现象明显；四是把试管处理好以后，操作非常简单，比教科书容易得多。五是有效说明了氯酸钾与二氧化锰混合发生的反应中，消耗掉的是氯酸钾。这个设计使老实验焕发了青春，重新发挥它在催化剂的实验探究方面的重要作用，既可以用于学生课堂探究，也可以用于课外探究活动。参考文献贷：未分配利润 64801王晶，李俊主编. 义务教育教科书教师教学用书化学上册M.北京：人民教育出版社，2012：60.2程名荣主编. 九年义务教育三年制初级中学教科书化学全一册M.北京：人民教育出版社，2001：15-16.3胡美玲，王晶主编. 九年义务教育三年制初级中学化学全一册教师教学用书M.北京：人民教育出版社，2001：32.备注：本设计是我校开展的中国化学会化学教育委员会基础教育“十二五”规划2012年规划课题初中化学新课程实验设计与创新研究（课题批准号：HJ2012-0034）的系列成果之一。资料（5）甲公司的会计处理不正确。作者：潘国荣，中学高级教师，电话：13017012333. 邮箱：（本文发表于教学仪器与实验 ）2014年第6期