加热过氧化氢溶液产生氧气的“探究性”设计

湖北省宜昌市第七中中学 张建选 刘四方

按教材所设计的实验方法，不能检出氧气的存在。主要原因是：加热温度不够高时，反应速度不快；加热温度高时。水的蒸汽压又过大；两种情况均导致试管内氧气浓度过低且氧气又会随着水蒸汽不断逸散到试管外，使试管内蓄积的氧气不足以引燃带火星的木条，反会使火星熄灭。改用排水法收集氧气检验，可方便而有效地排除水蒸汽对实验的干扰，检出氧气的存在。

1．实验装置（如图所示）

2．实验操作

用市售过氧化氢溶液配成15％左右过氧化氢溶液，加入到大试管内占其容积的1/3以内，加热过氧化氢溶液，用排水法收集气体，估计试管内空气和导气管内空气被收集完后，用排水法第二次收集气体数毫升，即可用带火星木条检出氧气的存在。整个操作过程约5分钟左右。

3．课堂教学设计：

（1）情景设计，引出问题

用市售30％过氧化氢溶液现场配制5％过氧化氢溶液。按教材[实验2-5]－（2）说明进行实验，引导学生观察实验现象，在有不少气泡产生数分钟后，用带火星的木条检验，不复燃。

（2）分析原因，讨论对策

对带火星的木条为什么不复燃的原因及对策，学生可能的讨论结果有：

a．加热的时间还不够长，试管内氧气的蓄积量不够多（观察与猜想）。

b．产生气泡的速度太慢，应提高温度加快产生气泡的速度（观察与假设）。

c．老师在过氧化氢溶液里掺了水，不掺水或少掺水再试一试，也许产生氧气的速度可以更快一些。（情景素材的铺垫与假设）。

（3）修改实验设计，继续实验论证

增大过氧化氢溶液的浓度，延长加热时间，在反应速度明显加快的情况下，用带火星木条检验，仍不复燃。

（4）再次分析原因，讨论对策

对于带火星的木条仍不复燃的原因及对策，学生可能的讨论结果有：

a．加热时产生的氧气在温度较高时形成热气流逸散到试管口外的空气中去了（初二物理知识）。

b．过氧化氢溶液中水的含量超过过氧化氢的含量，加热时除产生氧气而外，还产生大量水蒸汽，致使试管内氧气的含量过少（受情景素材铺垫与试管口内有水蒸汽凝结现象的启发）。

c．可用排水法收集气体。既可避免氧气的损失，又可减少氧气中水蒸汽的含量。（新教材第一单元课题2中的已有知识及生活经验）。

（5）再次修改实验设计，第三次进行实验论证

经教师引导或全班学生的集思广益，用加装导气管的单孔塞塞住试管口，用小试管收集气体检验，获得成功。

（6）阶段性小结

交流与讨论：你做化学实验不成功时持什么态度及采取的措施？（以你做过的化学实验为例）

2004-06-14