课题3 制取氧气第一课时导学案

初中化学教学设计《关于催化剂的探究性学习》

一、探究性学习目标

1、通过探究性学习，让学生能进一步解释催化剂的概念。

2、通过探究性学习，使学生知道用控制变量法来探究催化剂。

3、通过研究性学习，让学生认识科学研究的方法。

二、教学重点：1、实验方案的设计

2、控制变量法的应用

三、教学难点：实验方案的设计

四、教学过程

1、基础回顾（1）什么是催化剂？催化剂的特点是什么？

2、探究性问题

探究一：引领学生分析并完成探究性问题一

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验：

实验操作

实验现象

实验结论或总结

结论

总结

过氧化氢分解产生氧气，但取5mL5%的过氧化氢溶液有气泡产是 。

实验一

于试管中，伸入带火星的木生，木条不反应的文字表达式条

复燃

为： 。

向试管中加入少量二氧化木条不复实验二

锰，把带火星的木条伸入试二氧化锰没有分解出氧气。

燃

管中。

向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条

没有明显现 象

实验四

二氧化锰能加快过氧化氢的分解

实验三

二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂

(1)请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。

(2)在小丽的探究实验中，“实验一”、“实验二”和“实验三”起的作用是 。

(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。

第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是： ；

第二方面的实验是利用“实验四”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是：

。

小结：

实验一

实验二

反应慢 二氧化锰

过氧化氢-———水+氧气

【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关

【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉，测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。

【进行实验】下图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是：

，此实验中B处宜采用的气体收集方法是： 。

【实验记录】

1 2 实验编号

反应物

6％H2O2

6％H2O2

19 MnO2

催化剂

19红砖粉

152s 35 s 时 间

【结论】该探究过程得出的结论是 。

【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变。H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出假设和实验方案) 【假设】 。

【实验方案】

。

你若还能提出新的合理的假设和实验方案，本题奖励4分(化学试卷总分不超过60分) 【假设】

。

【实验方案】

。

分析：

本题是一道关于催化剂的实验探究题。氧气的收集方法有向上排空气法和排水法，但是由于题目要求的是“测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需的时间”，而利用向上排空气法收集氧气时，并不能很清楚地看到生成氧气的速度，因此最好选用排水法。此处是最易失分的地方，同学们在解答时往往会认为两种方法均可以，不假思索地写上向上排空气法和排水法，从而导致答案错误。

根据题中的实验记录，在同等条件下，红砖粉的催化能力要远远小于二氧化锰。也就是说，在同等条件下，催化剂不同，过氧化氢分解生成氧气的快慢也不一样。

从催化剂的概念来看，需要证明该物质的三点：（1）能改变某一反应的速率；（2）在化学反应前后质量保持不变；（3）在化学反应前后化学性质保持不变。因此，要想进一步证明二氧化锰或红砖粉是催化剂，还需要证明其质量和化学性质在化学反应前后不发生改变。

影响化学反应快慢的因素除催化剂的种类外，还有温度、浓度等，要想进一步证明某一种因素的影响，需要做一个对比实验，同时还要考虑到其他条件，也就是说，在同样条件下，设计对比实验来验证。

答案：【进行实验】锥形瓶 排水法 【结论】在相同条件下，过氧化氢分解生成氧气的快慢与催化剂的种类有关 【反思】质量和化学性质 【假设】温度、浓度等 【实验方案】在不同温度下，取等质量、等浓度的过氧化氢溶液，加入等质量的同种催化剂，测量各收集一瓶氧气所需要的时间（答案合理即可，注意与前面的假设对应）

小结：

当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。通过控制变量可以对影响实验结果的多个因素逐一进行探究，然后再总结出结论。

（控制变量，探究催化剂）

4、本节课小结：师生共同小结本节课内容

5、问题研讨：小丽同学在用过氧化氢和氯酸钾制取氧气的实验中提出以下问题

你能回答下列问题吗？

（1）加入二氧化锰是否产生更多的氧气？

（2）只有二氧化锰可以作过氧化氢分解的催化剂？

（3）二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂? （4）二氧化锰只能作催化剂?