利用手持技术探究过氧化氢的分解
利用手持技术探究过氧化氢生物催化剂种类及用量
利用手持技术探究过氧化氢生物催化剂种类及用量作者：郑庄钰陈燕倪佳琪倪佳琳来源：《化学教与学》2019年第06期摘要：针对中学生物和化学课堂中“探究催化剂对双氧水的分解作用实验”存在试剂有毒、价格较贵、不易保存、比较方法较为粗略等问题，改用常见、便宜、容易购买的水果蔬菜作为催化剂，利用压强传感器观测不同种类及用量的催化剂分解H2O2的速率，从中选择适于课堂演示及学生自主探究实验的生物催化剂及其用量。
实验研究结果表明，室温下以2g上海青叶作为催化剂与2mL 3%H2O2溶液反应最适合中学课堂演示及中学生自主探究实验。
关键词：手持技术;过氧化氢;压强;生物催化剂文章编号：1008-0546（2019）06-0084-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.06.024中学化学用于H202分解制氧气演示实验常见的催化剂是MnO2和FeCI3;中学生物使用了猪肝匀浆中的过氧化氢生物酶对H2O2催化分解。
但传统实验中，观察过氧化氢的分解现象和比较催化剂催化效果的方法不够精确。
另外，这些催化剂的催化效果虽好，但制作复杂、成本较高、污染环境。
从现有文献中得知，目前针对过氧化氢分解的研究主要围绕的是过氧化氢的金属催化剂生产开发及金属催化剂和生物催化剂的效果对比;在手持技术出现之后，对过氧化氢分解的研究对象也依然主要是金属催化剂;除中学课本涉及到的这三种催化剂外，一些植物的茎、叶、果实中也含有大量过氧化氢酶，并且植物催化剂能克服动物催化剂和金属催化剂的一些不足，有独特优势，如贴近生活、易于制作、花费低、绿色可再生等，更能激发学生学习兴趣。
本文将利用手持技术比较常见的生物催化剂的催化活性，并应用于中学化学教学，为中学化学实验教学提供参考。
一、过氧化氢分解实验的相关研究过氧化氢（H2O2，又名双氧水）是一种“绿色”化工产品，广泛应用于化工、医药、环保、军工等。
实验报告探究不同条件下过氧化氢的分解
实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。
实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。
量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计实验原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。
经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。
比较过氧化氢在常温、加热、滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的条件下，比较过氧化氢的分解产生的气泡数或者观察带火星的木条复燃的情况，来分析不同条件下的过氧化氢的分解情况。
变量控制：自变量因变量方法步骤：1、取4支洁净的试管，分别编上序号ABCD，向各试管中分别加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。
(1) B、C、D号试管与A号试管对比说明。
(2)C号试管和D号试管对比说明。
(3)CD号试管和B号试管对比说明。
说明：对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。
注意：①实验时要选用新鲜的肝脏作材料，否则肝细胞中的过氧化氢酶等有机物会部分分解，从而影响实验的准确性。
②肝脏要制成研磨液。
研磨后的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，加速过氧化氢的分解。
实验设置原则：单一变量原则、 、 。
巩固练习：已知222222H O H O O =+↑，可以通过观察反应过程中O 2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H 2O 2分解反应的速度。
请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。
要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的H 2O 2溶液，蒸馏水，3.5%3FeCl 溶液，0.01%的过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。
利用手持技术探究过氧化氢的分解
马铃薯或干酵母作催化剂的条件下对 Ｈ ２ ｚ 溶液分解的影响． Ｏ 结果表 明， 增加催化剂的用量能提 高
分 解反应 的速 率 ， 大 Ｈｚ 溶 液 的浓度 也 会 加 快 分 解反 应 速 率． 反 应 速 率进 行 了线性 拟 合 ， 增 Ｏｚ 对 建 立 了过 氧化 氢催化 分 解反应 的动 力 学方程 ． 关键 词 ： 手持技 术 ； 过氧 化 氢分 解 ； 氧化锰 ； 二 马铃 薯 ； 酵母 干
维普资讯
第２卷 ７
第３ 期
广 东 教 育 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｇ ｏ ｇ Ｅ ｕ ａ ｉｎ Ｉ ｓ ｉ ｔ ｏ ｒ ａ ｆＧｕ ｎ ｄ ｎ ｄ ｃ ｔ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｔ
２０ ０ ７年 ６月
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．０ ７
Ｖｏ ７ Ｎｏ ３ Ｌ２ ．
利用手持技术探 究过 氧化 氢的分解
陈承 声 ， 区永麟
（． １广东教育学院 化学系 ， 广东 广州 ５００ ；． １３ ３２ 佛山市南海区大沥镇大镇 中学， 广东 佛山 ５ ８０ ） ２００
摘 要 ： 用手持 技 术仪 器测 量过 氧 化 氢 分 解 时所 引起 的压 强 变化 ． 利 通过 实验 比较 了二 氧 化 锰 、
开展科学探究活动 ， 加深对催化剂种类 、 用量和反应物浓度对化学反应影响的认识． 肉眼来 观察过氧化氢 用
的催 化分 解反 应 只能看 到气 泡 的生成 ， 少具 体数 据 的支持 ． 缺 而利 用 手持 技 术操 作 简 便 、 图表 直 观 和 数据 处 理快 捷 的功 能［探究 二 氧化锰 、 １ ］ 马铃薯 、 酵母对 过 氧化氢 分解 的影 响 ， 干 进而 比较 它们 的催 化效 果． 医疗 上用 过氧 化氢 溶液 清洗 伤 口时 ， 过氧化 氢会 发 生激 烈 的分 解并 产 生起 消毒 杀菌作 用 的氧气 ， 这是 由 于肌 体 内过氧 化氢 酶 的催 化作 用 ， 防止 过氧化 氢 在体 内积 累 的功 能 ． 氧化 氢 酶 又称 触 酶 ， 在 生物 演 有 过 是 化 过 程 中建 立起 来 的生 物 防御 系统 的关 键 酶之 一 ， 它普遍 存 在于 能呼 吸 的生物体 内 ， 也存 在于 马铃 薯和 干酵
利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响王春;孙文利;刘洋;赵晓冉
【期刊名称】《教学仪器与实验》
【年(卷),期】2016(000)012
【摘要】很多物质能催化过氧化氢分解反应,如酸、碱、过渡金属化合物、过氧化氢歧化酶等.但不同催化剂的催化效率不同.文中旨在通过手持技术探究二氧化锰、FeCl3溶液、CuSO4溶液和CuCl2溶液对过氧化氢分解反应速率的影响,并比较它们的催化效率,同时探究了阳离子相同时,氯离子、硫酸根离子对过氧化氢分解反应的速率是否有影响.
【总页数】3页(P56-58)
【作者】王春;孙文利;刘洋;赵晓冉
【作者单位】北京教育学院;北京市十一学校;北京市一零一中学;北京市景山学校远洋分校
【正文语种】中文
【相关文献】
1.利用手持技术对过氧化氢分解反应速率影响因素及适宜条件的研究
2.DIS探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
3.利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
4."不同催化剂对过氧化氢分解反应速率影响"实验装置设计与探究
5.《利用手持技术探究催化剂,浓度对化学反应速率的影响》说课稿
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双氧水的分解反应
双氧水分解反应
想象一下，你倒了点双氧水在伤口上，嘶——那瞬间冒出来的白泡泡，是不是感觉就像是在给伤口做了一场泡泡浴？其实啊，那就是双氧水在忙活着分解呢，一边消灭细菌，一边给你展示它的化学小把戏。
这分解的过程，就像是双氧水里的两个小家伙，一个氧原子拉着另一个氧原子说：“兄弟，咱们分开行动吧！”然后，“噗嗤”一下，就变成了水分子和氧气分子。
这氧气分子呢，还不忘调皮地往空气里一窜，让你感觉到一股清新的气息。
你知道吗？双氧水分解还是个挺有脾气的反应呢。
温度高点，它分解得就快；温度低点，它就慢悠悠的。
就像咱们人一样，天气热了就急躁，天气冷了就爱赖床，双氧水也有它的“小情绪”呢。
而且啊，双氧水分解这事儿，还挺环保的。
它分解出来的水和氧气，都是大自然的好朋友，不会给环境添乱。
不像有些化学反应，搞出一堆奇奇怪怪的副产品，让人头疼。
所以啊，下次当你再看到双氧水在伤口上冒泡，或者是在实验室里看到它分解的样子，不妨想一想，这背后其实是一场既有趣又实用的化学反应。
双氧水，这个小家伙，虽然平时不起眼，但关键时刻，总能给人带来惊喜和帮助。
咱们得好好谢谢它，不是吗？。
手持技术在初中化学实验教学中的应用
手持技术在初中化学实验教学中的应用手持技术又称“掌上技术”，是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。
其最突出的特点是便携、实时、准确、直观，数据变化过程与实验过程同步进行，可将实验数据以数字或图像的方式实时显示出来，因此能够较为直观、定量和全面地辅助化学教学。
义务教育化学新课标鼓励实验教学创新，提出“条件较好的学校，应积极开展改进、创新教师演示实验和学生实验的活动，创造条件让学生接触一些先进的实验仪器和设备，努力提高实验条件和实验手段的现代化水平” 。
通过创造条件让学生接触一些先进的实验仪器和设备，例如将手持技术应用于初中化学实验教学，既可以开阔学生的视野、提高化学学习兴趣，又有助于学生对知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力，促进学生科学素养的提高。
笔者结合教学实践，开发了几个将手持技术中的温度传感器和气体压力传感器应用于初中化学实验教学的案例，供同行参考。
一、温度传感器的应用在物理变化和化学变化过程中常伴随能量变化，利用温度传感器可以定量测量物质变化过程的温度，进而判断物质变化过程中的能量转换。
做这类实验通常是通过手触摸容器外壁和使用温度计来定性和定量地测定体系温度变化，但这两种方法的灵敏度都比较低，尤其是物质溶解于水的过程和一些化学反应因能量变化不大或因为反应速率较慢，仅凭用手触摸或一般的测量方法，不易观察吸热或放热现象。
利用温度传感器可以方便快捷地测量物质溶解于水和化学反应过程中的温度变化，不仅增强了检测的灵敏度，而且计算机可以实时显示物质溶解于水和化学反应时的温度—时间曲线，使学生在观察实验现象的同时，能够以直观、可视的方式对实验数据结果进行观察，有利于学生对物质变化过程中的温度变化进行判断，加深理解，利于记忆。
“溶解时的吸热或放热现象”是人教版《化学》（九年级下册）第九单元“溶液”课题1中的探究实验，内容是：请学生利用所给的仪器和药品设计实验方案，探究3种固态物质分别溶解于水时是放出热量还是吸收热量。
过氧化氢分解反应实验报告
过氧化氢分解反应实验报告
《过氧化氢分解反应实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过观察过氧化氢分解反应，了解该反应的特点和条件，并掌握实验技能。
实验原理：
过氧化氢（H2O2）在催化剂的作用下可以分解成水和氧气。
反应方程式为：2H2O2 → 2H2O + O2。
实验材料和仪器：
过氧化氢溶液、催化剂（如MnO2）、试管、试管架、酒精灯、火柴、水槽。
实验步骤：
1. 在试管中放入适量的过氧化氢溶液。
2. 加入少量的催化剂（如MnO2）。
3. 观察并记录反应过程中的现象和产物。
实验结果：
在加入催化剂后，过氧化氢溶液开始起泡，并产生气体。
通过试验，我们观察到气泡中产生的气体能够使火柴点燃，证明产生的气体是氧气。
同时，试管外部也有水珠凝结，表明水也是该反应的产物。
实验总结：
通过本次实验，我们成功观察到了过氧化氢分解反应的过程，并验证了该反应产生的氧气和水。
同时，我们也掌握了实验中的操作技能和安全注意事项，为今后的化学实验打下了基础。
结语：
过氧化氢分解反应是一种常见的化学反应，通过本次实验，我们对该反应有了更深入的了解。
希望通过实验的学习，我们能够更好地掌握化学知识，提高实验操作技能，为将来的科学研究和工作打下坚实的基础。
过氧化氢分解实验报告
过氧化氢分解实验报告过氧化氢分解实验报告实验目的：通过观察过氧化氢在不同条件下的分解速率，探究过氧化氢分解反应的影响因素。
实验原理：过氧化氢（H2O2）是一种常见的氧化剂，它可以分解成水和氧气。
过氧化氢分解反应是一个自催化反应，即反应物中的过氧化氢分子作为催化剂参与反应。
反应的化学方程式为：2H2O2 -> 2H2O + O2。
实验材料：1. 过氧化氢溶液（浓度为3%）2. 试管3. 烧杯4. 水槽5. 温度计6. 火柴7. 实验台实验步骤：1. 将适量的过氧化氢溶液倒入试管中。
2. 将试管放入水槽中，控制水温在25摄氏度。
3. 用火柴点燃试管中的过氧化氢溶液。
4. 观察并记录气泡的产生速率。
5. 重复实验，控制水温分别为35摄氏度和45摄氏度。
6. 将实验结果整理并进行分析。
实验结果：在实验中观察到，随着水温的升高，过氧化氢分解的速率也增加。
在25摄氏度的条件下，气泡的产生速率相对较慢，而在35摄氏度和45摄氏度的条件下，气泡的产生速率明显增加。
这说明温度对过氧化氢分解反应有促进作用。
实验讨论：温度是影响过氧化氢分解速率的重要因素之一。
随着温度的升高，分子的平均动能增加，分子之间的碰撞频率也增加，从而加快了反应速率。
这可以解释为什么在高温条件下，过氧化氢的分解速率更快。
此外，过氧化氢分解反应是一个自催化反应，即反应物中的过氧化氢分子作为催化剂参与反应。
因此，过氧化氢浓度的增加也会加快反应速率。
然而，在本实验中，我们使用的过氧化氢溶液浓度为3%，因此过氧化氢浓度对实验结果的影响较小。
实验结论：通过本实验的观察和分析，我们得出以下结论：1. 温度是影响过氧化氢分解速率的重要因素，高温条件下反应速率更快。
2. 过氧化氢浓度对反应速率的影响较小。
实验意义：过氧化氢分解实验是化学教育中常见的实验之一。
通过这个实验，我们可以了解到温度对化学反应速率的影响，并且加深对催化剂作用的理解。
此外，过氧化氢分解反应还与生活中的一些现象和应用息息相关，比如火柴的燃烧和漂白剂的使用等。
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６０广东教育学院学报第２７卷
【药品】
即发高活性干酵母（１２ｇ装，珠海紫英生物科技公司），新鲜马铃薯，蒸馏水，高真空硅脂．分析纯试剂：Ｍｎ０２、３０％Ｈ２０ｚ、Ｈ２ＳＯ。
、ＭｎＳ０４、草酸钠、高锰酸钾．
２．２实验准备
（１）量取４１．７５ｍＬ浓Ｈ。
ｓＯ。
于１００ｍＬ的烧杯中，稀释后溶液全部转移入２５０ｍＬ容量瓶中，定容配成３．ｏｍ０１／Ｌ的Ｈ２Ｓ０。
溶液．另外称取ＭｎＳ０。
溶解并配成１．Ｏｍｏｌ／Ｌ的溶液．
（２）用电子天平称取１．７１ｇ的ＫＭｎｏ。
溶解于１００ｍＩ。
的烧杯中；盖上表面皿。
加热至沸并保持微沸状态１ｈ，冷却后，用玻璃砂芯漏斗过滤，滤液转移到５００ｍＩ。
棕色容量瓶中定容．配成浓度约为ｏ．０２ｍｏｌ／Ｌ的ＫＭｎＯ。
的溶液。
将草酸钠放于电热干燥器中在６５Ｃ下干燥３ｈ，在玻
璃干燥器中放置室温后，准确称取ｏ．１３～ｏ．１５ｇ草酸钠于
２００
ｍＬ锥型瓶中，加入４０ｍＬ的水使其溶解，再加入１０ｍＬ３．０ｍｏｌ／Ｌ的Ｈ。
ＳＯ。
溶液，加热到７５～８０℃．用配好的
ＫＭｎ０４溶液进行滴定．滴定到溶液微红，３０ｓ不退色即为终
点，记录数据［引．重复滴定两次取平均值，得到浓度为ｏ．０２０９
ｍｏｌ／Ｌ的ＫＭｎ０４溶液．
（３）将Ｍｎ０２固体放在研钵中研成细粉末，密封装好
图１实验装置图待用．
（４）如图１连接好仪器，用高真空硅脂密封好橡皮塞及
打孔处，确保气密性良好。
实验在室温（２６。
５～２８．５℃）下
进行．
２．３实验过程
２．３．１实验方法
（１）取５ｍＬ３０％Ｈ２０ｚ与４５ｍＬ蒸馏水混合配制浓度约为１ｍｏｌ／Ｌ的Ｈｚｏｚ溶液．称取一定量研细的ＭｎＯ。
，放人５０ｍＬ锥型瓶中，再加人８ｍＬ蒸馏水和搅拌磁子，将两注射器筒中的空气全部排空，塞上胶塞，用高真空硅脂密封好．拔出其中一支注射器的塑料部分，吸入２ｍＬ配好的Ｈ。
Ｏ。
溶液，安装备用．
（２）开启和设置数据采集器：端口１连接气压传感器；数据采集速率：１／ｓ；采集总量：５００，显示模式：ｔａｂｌｅ．
（３）开启磁力搅拌器，用中速搅拌．用另一注射器从锥型瓶抽出２ｍＬ气体，同时注入２ｍＬＨ。
Ｏ。
溶液，反应马上开始，采集数据．待反应完全，数据稳定后，停止实验．不加入催化剂重复实验一次作为对比实验．
（４）标定Ｈ。
Ｏｚ溶液的浓度．用移液管取ｏ．５ｍＬ配好的Ｈ。
Ｏ。
溶液，放人２００ｍＬ锥型瓶中，依次加入２５ｍＬ的蒸馏水、５ｍＬ３．ｏｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ。
溶液及１ｍｏｌ／Ｌ的ＭｎＳＯ。
溶液２～３滴．用已标定的ＫＭｎＯ。
溶液滴定到溶液呈微红，１ｍｉｎ内不褪色即为终点．
２．３．２实验项目和数据处理
【实验１】Ｍｎ０２对Ｈｚ０２的催化分解实验
（１）Ｍｎ０２的用量分别为ｏ．０２０ｇ、ｏ．０４１ｇ、ｏ．０８３ｇ，Ｈ２０２溶液的浓度为ｏ．９２０ｍ０１／Ｌ．
（２）Ｍｎ０２的用量为ｏ．０４ｇ，Ｈ２０２溶液的浓度分别为ｏ．６３８ｍｏｌ／Ｌ、ｏ．９２０ｍｏｌ／Ｌ、１．５３６ｍｏｌ／Ｌ．
【数据处理】将采集到的数据导入电脑，用Ｏｒｉｇｉｎ６．ｏ软件处理数据，得到反应前后压力随时间的变化曲线图（图２和图３）．扣除对比实验中Ｈ。
Ｏｚ自然分解的部分，取开始反应到气压基本不变一段的数据进行线性拟合处理，可求得各分解反应的动力学方程（见表１和表２）．
利用手持技术探究过氧化氢的分解
作者：陈承声， OU Yong-lin， 区永麟
作者单位：陈承声,区永麟(广东教育学院,化学系,广东,广州,510303)， OU Yong-lin(佛山市南海区大沥镇大镇中学,广东,佛山,528000)
刊名：
广东教育学院学报
英文刊名：JOURNAL OF GUANGDONG EDUCATION INSTITUTE
年，卷(期)：2007,27(3)
被引用次数：7次
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1.俸皇.Feng Huang浅谈手持技术与化学实验探究式教学的结合[期刊论文]-基础教育研究2007(4)
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4.刘晓华中学生运用手持技术解决化学定量问题的实验研究(下)[期刊论文]-化学教育2006,27(6)
5.黄海清手持技术在简易化学电池与水果电池的比较研究[会议论文]-2009
6.沈晓虹利用手持技术测定补铁剂中铁元素的含量[期刊论文]-出国与就业2009(6)
7.钱扬义.杜永锋掌上实验技术(The lab in Hand technology)与中学理科探究[期刊论文]-化学教育2004,25(8)
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4.黄碧芸,钱扬义手持技术与化学整合的研究进展--以中国知网CNKI2003年至2010年文献为例[期刊论文]-中国电化教育 2011(11)
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6.方舟手持技术化学实验案例的开发及其教学研究[学位论文]硕士 2011
7.夏子辰基于手持技术的化学课堂教学促进学生化学观念发展的个案实证研究[学位论文]硕士 2009
8.夏子辰基于手持技术的化学课堂教学促进学生化学观念发展的个案实证研究[学位论文]硕士 2009
引用本文格式：陈承声.OU Yong-lin.区永麟利用手持技术探究过氧化氢的分解[期刊论文]-广东教育学院学报
2007(3)。