1、第五届全国高中化学实验创新说课大赛说课稿探究催化剂对H2O2分解速率的影响遂宁安居育才中学校一、使用教材本节内容出自人教版高中化学必修2第二章第3节第1课时化学反应的速率。二、实验器材（一）实验药品：H2O2溶液（浓度为5%、10%、15%、30%）、新鲜猪肝、FeCl3固体、FeCl3溶液（浓度为3.5%）、MnO2固体、KMnO4固体、K3Fe(CN)6溶液（二）实验仪器（以一组为例）：250mL锥形瓶（11个）、双孔橡皮塞（6个）、10mL针筒（1个）、100mL针筒（1个）、分液漏斗（1个）、50mL烧杯（1个）、250mL烧杯（1个）、试管（1支）、胶头滴管（2支）、塑料水槽（圆形1
2、个）、试管架（1个）、研钵（1个）、导管若干、橡胶管若干、100mL量筒（1个）、电子称（或托盘天平）、药匙（三）其它物品：线香若干、洗洁精、质地轻盈的气球（或者保鲜袋）、橡皮筋三、实验改进要点（一）验证催化剂可以加快H2O2分解速率的实验：学生在鲁教版初中化学第四章第3节实验室制取O2中做过探究MnO2是否可以加快H2O2分解速率的实验，实验方法是取一支试管加入适量H2O2溶液，伸入带火星的木条，木条不复燃，再加入少量MnO2，伸入带火星的木条，木条复燃，由此证明MnO2加快了H2O2的分解。这个方法有3点不足之处：1、操作步骤比较繁琐，若实验的组数较多则会浪费许多时间；2、在没有加入催化剂
3、时无明显现象，学生可能会产生“H2O2本身不分解，是加入催化剂以后才使其分解”的错误认知；3、没有对照实验说明催化剂本身不产生氧气，不严谨。针对以上问题做如下改进：图01改进后的实验装置在这套装置中，将木条换成线香可以使用更长的时间；学生将催化剂放入锥形瓶中，插入带火星的线香，验证了催化剂本身不会产生氧气，再打开分液漏斗活塞，可以观察到线香复燃。这样简化了实验操作，可让学生将更多的注意力放在对实验现象的观察上。针对第2个问题，传统教学方法是让学生观察H2O2溶液是否产生气泡或者将H2O2溶液加热再伸入带火星的木条，不过这个方法可能会受到水蒸气的影响而失败。如果部分学校有条件，可以用压力传感器测
4、定装置内气压的变化，再引导学生从得到的曲线图分析。图02用压力传感器测得无催化剂条件下装置内气压变化的曲线（二）探究不同种类催化剂对H2O2分解速率的影响：根据课本的实验来看，是通过观察气泡产生的速度来判断反应速率，或者学生还可能提出连接一个气球，通过观察气球胀大的速度来判断反应速率。方法可行但过于定性，教师应当引导学生使用定量的方法进行实验。方法一：利用量筒和排水法测定生成相同体积氧气所需的时间（若是测定相同时间内生成氧气的体积也可，但操作不简捷，且得到的数据误差较大）。图03排水法测定反应速率方法二：利用针筒测定生成相同体积氧气所需的时间，此方法操作更加简捷。图04利用针筒测定反应速率四、
5、实验原理/设计思路课本中的实验是取3支大小相同的试管各装入23mL约5%的H2O2溶液，再向其中2支试管中分别加入少量MnO2粉末、12滴1mol/L的FeCl3溶液，对比观察实验现象。编者的意图是希望通过观察气泡产生的速度来判断反应速率是否加快，并且让学生认识到催化剂具有多样性。既然如此，我们还可以扩大实验的材料，比如新鲜的猪肝。经查阅资料得知，动植物在代谢的过程中都会产生大量的H2O2，如果不尽快反应掉会严重影响生命活动，动物体内一般是由肝脏负责这项工作，植物则是细胞里含有过氧化氢酶（比如土豆也可以加快H2O2的分解，有兴趣的老师可以试验一下），这种生物催化剂的效果十分好，有许多科学家就在
6、从事相关的研究，在课本的科学视野里也有一些介绍。所以我选择猪肝来进行教学，既达到本堂课的探究目的，也能丰富学生对催化剂的认识。再者既然学生已经认识到催化剂具有多样性，那么催化剂的种类对H2O2分解速率有什么影响吗？在课本中只是设计了一个粗略的实验来探究这个问题，本该在这个实验中深入学习到的比如控制变量法这种重要的思想却没有很好的体现出来。与之相对的，选修4第二章中也做了类似的实验：比较有无催化剂、不同种类催化剂的催化效果。但在对变量的控制上，选修4比必修2更为精准，连催化剂的状态、浓度和用量都要考虑，在这里教学的时候也可以借鉴。此外，在高考中，“探究xx对反应速率的影响”这种类型的题也多次出现
7、，需要学生自己设计实验方案、装置甚至数据来完成探究。在方案和装置的设计上学生已积累较多经验，但在对数据处理这方面训练不够。因为一直以来的实验中定性认识比较多，定量的比较少，对于连续数据（或者图像）以及不连续数据所反映出来的问题联系不了实际的现象，因此在实验探究中要注意引导学生从定性向定量过渡，比如在本节课中，如何精确测得生成的氧气的体积？由初中所学知识知道氧气可用排水法收集，那么测得排出水的体积就是生成的氧气的体积；通过气球胀大的速度过于主观，那么将气球换成针筒就能读出准确的数值了。五、实验教学目标（一）知识与技能：1、知道催化剂可以影响化学反应的速率，人们可以通过控制反应条件来控制化学反应速
8、率；2、能自主设计实验方案完成有无催化剂、不同种类催化剂对H2O2分解速率影响的探究；3、通过“进行实验-观察现象-分析数据-得出结论”这一过程，训练学生将宏观现象与数据相联系的意识，提升处理数据的能力。（二）过程与方法： 1、通过初中知识的重建、延伸，加深对催化剂的理解； 2、通过实验探究过程，充分体会到控制变量法在科学研究中的重要性，并在不断改进实验的过程中培养其创新精神； 3、通过搭建于云平台上课程资源的开发，结合“线上+线下”的教学模式，丰富学生对催化剂的认识。（三）情感态度与价值观： 1、认识到科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动，在“发现问题-解决问题-出现新的问
9、题”这一过程中激发出求知欲； 2、通过小组讨论解决在实践中出现的问题，在探究中学会合作，并在交流的过程中培养出严谨求实的科学态度； 3、认识到化学对人体健康和社会发展的巨大贡献，树立起“学习化学是为了造福社会”的责任感。六、实验教学内容本堂课的实验探究主要有两个：（一）验证FeCl3、新鲜猪肝可以加快H2O2的分解，具体步骤如下：1、处理药品：实验室的MnO2为粉末状固体，那么其它物质的状态也要一样，因此需要用研钵将FeCl3固体研磨成粉末状，猪肝尽量成糊状；2、称量等质量的两种物质放入锥形瓶中，向分液漏斗中分别倒入5mL 5%的H2O2溶液；3、插入带火星的线香，观察现象；再打开分液漏斗活塞
10、，观察现象；4、熄灭线香（以免造成意外），整理仪器。（二）探究MnO2、FeCl3、新鲜猪肝对H2O2分解速率的影响，具体步骤如下：1、检查装置气密性；2、处理好药品后称量等质量的三种物质放入锥形瓶中；3、用注射器快速挤入5mL 5%的H2O2溶液，同时开始计时；4、当量筒中的水达到30mL时（或注射器的活塞向右移动到30mL时），立即停止计时并记录好时间；5、将每个小组的数据汇总取平均值，得出结论。七、实验教学过程活动一验证有无催化剂对H2O2分解速率的影响教学环节教师活动学生活动设计意图引入【实验】大象的牙膏观看实验通过有趣的实验，引起学生的兴趣过渡【提问】在这个实验中加入了MnO2反应才
11、如此剧烈，MnO2有什么作用？【引导】除了MnO2以外，还有其他的物质可以加快H2O2的分解吗？【思考并反馈】MnO2是催化剂，可以加快H2O2的分解速率。学生通过回顾已有的知识进行归纳总结。探究过程教师巡视，了解学生设计的实验方案并做适当指导。【小组讨论】利用提供的药品和仪器设计实验验证FeCl3、新鲜猪肝也可以加快反应的速率（注意：在提供的药品中，FeCl3既有固体也有溶液，猪肝只是切成小块，学生要从控制变量法出发严格控制催化剂的状态）学生有以往的经验，是有能力自主设计出实验的，教师可以提示改进的方向：怎么检验没有加入催化剂时H2O2是分解了的？需不需要验证催化剂不产生O2？教师点评：1、
12、方案是否符合科学且严谨2、是否严格控制变量3、能否改进实验【交流与分享】小组分享实验方案在对方案进行改进的过程中，学生能体会到实验中应该控制哪些变量，为活动二埋下伏笔教师巡视，指导学生的实验操作规范性【实验】改进不足之处后动手实验【分享交流】实验现象提高学生的动手能力，并获得丰富的感性认识归纳【总结】MnO2、CuO、FeCl3、新鲜猪肝都可以加快H2O2的分解速率活动二探究不同催化剂的催化效果教学环节教师活动学生活动设计意图过渡为什么实验室选择MnO2作为制取O2的催化剂，是因为它的催化效果更好吗？探究过程教师巡视，了解学生设计的实验方案并做适当指导。【小组讨论】设计实验方案探究四种物质的催
13、化效果（注意关键点：1、严格控制变量；2、有测定反应速率的方法。）由于学生的实验能力不足，最初设计的实验方案比如观察气泡产生的速度、观察相同时间内气球胀大的程度都比较感性和主观。教师需引导他们向定量的认知上过渡。教师点评：1、方案是否具有可行性2、是否严格控制变量3、有没有改进的空间【交流分享】小组分享实验方案在对方案不断改进、完善的过程中培养学生的创新精神教师巡视，指导学生的实验操作规范性【实验】经教师指导后小组合作动手实验完成探究【交流分享】实验现象和结论在亲自动手实验并获得相应数据后，学生对数据与实际现象的联系有所体会，并在处理数据的过程中提升数据分析能力归纳【结论】室温下，新鲜猪肝的催
14、化效果最好拓展【提问】为什么实验室不用新鲜猪肝作为制取O2的催化剂呢？【讨论并交流】根据教师提供的资料进行讨论【交流与分享】选择催化剂的依据不仅是催化效果，还要考虑其他因素和生产实际结合，知道在选择催化剂时不能只看催化效果课后延伸【提问】在刚才的实验中，FeCl3中加入H2O2溶液后颜色变深了，难道FeCl3发生了反应？【实验演示】向试管中倒入少量H2O2溶液，再滴加两滴FeCl3溶液，接着滴入铁氰化钾溶液（提供资料：如果溶液中有二价铁，加入铁氰化钾溶液后会有蓝色沉淀产生），有蓝色沉淀生成，说明有二价铁。【提问】催化剂不是在反应前后化学性质不变吗？【课后思考】在课后通过查阅资料、实验探究思考催
15、化剂的反应原理，并在下一节课前展示。（结合教师传至云平台的资料进行研究）根据学生以往的知识可能会认为催化剂并不参加化学反应，但这个实验事实却说明FeCl3发生了改变，这种矛盾认知可以激发学生的兴趣，从而研究催化剂的反应原理，增加了课堂的延伸性。并且学生通过课后学习知道不同的催化剂反应机理不一样后，就能理解为什么FeCl3的催化速度先慢后快。活动三总结教学环节教师活动学生活动设计意图过渡当然除了这些物质以外，催化剂还有许多种类，许多用途拓展【微课】学生在平板上观看微课催化剂大家族了解催化剂对人体健康、生产生活的重要作用反馈学生从以下几个方面总结本堂课的收获：1、知识方面2、技能方面3、情感方面4
16、、仍旧存在的疑惑学生自主梳理，总结所得，完成知识的内化课后思考【提问】在这个实验中，温度控制在室温，如果换一个温度，实验结果又会如何？【课后思考】根据本堂课所学知识，拟定实验方案进行探究，并在下一节课前展示（结合教师传至云平台的资料进行研究）学生根据生物知识已经知道：酶的活性受温度的影响，那其他催化剂的催化效果会不会受温度影响呢？这样的新问题引发了学生的探究欲望，同时教会学生能多角度去思考一个问题，更加深化了对控制变量的理解。八、实验效果评价在本节内容的教学中，我扩大了实验材料，用到生活中常见的材料，增加了学生的学习兴趣；在使实验过程更加严谨的同时简化了实验操作，增加学生的思考时间；同时带领学生定量的分析反应速率，使结果更加直观；最后，我还引导课后思考催化剂的反应原理是什么？以及不同温度是否会影响催化剂的催化效果？让学生结合云平台的资料进行探究，增加了课堂的延伸性。教师姓名：卢艺单位名称：遂宁市安居育才中学校联系电话：13980627630电子邮箱：570976555
