任曉蒙

摘 要：概念是化學(xué)知識的重要組成部分，也是最基礎(chǔ)的化學(xué)知識，它是學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)屬性及其規(guī)律的起點。如何使單調(diào)的概念教學(xué)更富啟發(fā)性和探究性，將化學(xué)學(xué)科思想及實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)融入枯燥的概念教學(xué)中是化學(xué)教師努力的方向。在蘇教版初中化學(xué)“催化劑”的教學(xué)中做了初步嘗試。

關(guān)鍵詞：化學(xué)；問題式探究；催化劑

教材中以二氧化錳在雙氧水分解中的作用為例，引入“催化劑”的概念。實驗裝置如圖所示：

雙氧水分解制氧氣

學(xué)生對雙氧水的認(rèn)識僅限于可以作為消炎外用藥，所以首先通過PPT將雙氧水的性質(zhì)呈現(xiàn)給學(xué)生：“過氧化氫化學(xué)式為H2O2，俗稱雙氧水。外觀為無色透明液體，是一種強氧化劑，其水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒。在一般情況下會分解成水和氧氣，但分解速度極其慢?！睂W(xué)生對剛剛學(xué)習(xí)的第一節(jié)氧氣的性質(zhì)比較熟悉，通過利用帶火星的木條檢驗氧氣的生成可以判斷反應(yīng)的發(fā)生。為了探究二氧化錳在雙氧水分解實驗中起到的作用，我設(shè)計了以下3組實驗：

（1）向3支試管中分別加入5 mL 6%的雙氧水溶液，將帶火星的木條伸入第一支試管，觀察現(xiàn)象。（2）將第二支試管微熱，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生，將帶火星的木條伸入試管，再次觀察現(xiàn)象。（3）向第三支試管中加入少量MnO2，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生，將帶火星的木條伸入試管，再次觀察現(xiàn)象。

將實驗步驟以PPT的形式呈現(xiàn)。請1名同學(xué)到講臺上完成3組實驗，其他同學(xué)觀察、記錄實驗現(xiàn)象并試著分析原因。

實驗現(xiàn)象記錄

PPT展示可以使木條復(fù)燃的氧氣濃度：“研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧氣和空氣的混合氣體中，氧氣濃度達(dá)到36%時，帶火星的木條即可復(fù)燃，36%是使帶火星的木條復(fù)燃的濃度極限?！?/p>

請大家思考：第（1）組實驗?zāi)緱l為什么不能復(fù)燃？第（2）組為什么可以復(fù)燃？溫度在其中起了什么作用？

根據(jù)資料提示絕大多數(shù)同學(xué)能回答以上問題，第（1）組實驗雙氧水在常溫下分解速率慢，產(chǎn)生的氧氣量少，達(dá)不到使帶火星的木條復(fù)燃的濃度，加熱可以加速雙氧水的分解，極短的時間內(nèi)就可以產(chǎn)生大量氧氣，達(dá)到使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣濃度。

接下來就有學(xué)生問：“為什么第（3）組沒有加熱帶火星的木條也能復(fù)燃？MnO2起什么作用？是一種反應(yīng)物嗎？”實驗現(xiàn)象的對比已經(jīng)引發(fā)了一些學(xué)生的思考，并生發(fā)出有價值的問題。

隨后我問大家：“什么叫反應(yīng)物？反應(yīng)發(fā)生時一種反應(yīng)物是不是可以有，也可以沒有？”

“反應(yīng)物是參加反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)發(fā)生時必須存在?！?/p>

“既然任何一個化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的時候反應(yīng)物必須存在。而在上述實驗中沒有MnO2，直接加熱雙氧水溶液可以產(chǎn)生氧氣，加入MnO2，不加熱也可以產(chǎn)生氧氣，可見MnO2不是一種必須有的物質(zhì)，它也就不是一種反應(yīng)物?！?/p>

學(xué)生隨即問道：“那MnO2是一種什么物質(zhì)呢？”

此刻的認(rèn)知沖突已經(jīng)吊起了很多學(xué)生的胃口。為了回答上述問題，我們繼續(xù)做了另一組實驗，待第（3）組試管中沒有氣泡產(chǎn)生時，再次向試管中加入雙氧水，觀察現(xiàn)象。試管又迅速產(chǎn)生大量氣泡，用帶火星的木條檢驗，木條依然復(fù)燃，證明產(chǎn)生的氣體仍然是氧氣。

接下來提出第三個問題：“剛才的實驗說明了什么呢？”

“雙氧水和MnO2混合制取氧氣的實驗中，MnO2可以重復(fù)利用。”

“化學(xué)反應(yīng)前后MnO2的性質(zhì)有沒有發(fā)生改變呢？”

“沒有，依然可以和雙氧水作用產(chǎn)生氧氣?！?/p>

“MnO2的質(zhì)量有沒有發(fā)生改變呢？”科學(xué)家在實驗前用精密的天平稱量MnO2的質(zhì)量，試驗后將MnO2洗凈、充分干燥、再次稱量，比較反應(yīng)前后MnO2的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)生變化。

“既然MnO2的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒有發(fā)生變化，那么它在反應(yīng)中起什么作用呢？請大家對比第（2）（3）組實驗回答?！?/p>

“和加熱的作用一樣，加快反應(yīng)速率?！?/p>

“非常好，化學(xué)上我們把像MnO2這種加快化學(xué)反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變的物質(zhì)叫做催化劑，故MnO2就是雙氧水分解的催化劑。那么催化劑有哪些性質(zhì)呢？根據(jù)上面的分析總結(jié)一下就是：催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，自身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不發(fā)生變化。用幾個字概括就是一變、二不變。”

“MnO2是不是可以催化所有的反應(yīng)？或者說是不是所有的反應(yīng)催化劑都相同？”

“不是?！?/p>

“每個反應(yīng)需要的催化劑不一定相同，特定的反應(yīng)只能用特定的催化劑來催化?！?/p>

本教學(xué)片段運用了問題式教學(xué)方法，把“催化劑”這一概念以實驗探究的形式將其內(nèi)涵呈現(xiàn)給學(xué)生，在實踐中促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，課堂活潑有效。隨著后續(xù)知識的跟進(jìn)，對于反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量研究可以以探究實驗的形式讓學(xué)生分組完成，使學(xué)生對催化劑有一個深刻完整的認(rèn)識。

參考文獻(xiàn)：

[1]冼建毅.新課改下初中化學(xué)問題式教學(xué)探討[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版），2013（5）.

[2]王國連.對新課改下中學(xué)化學(xué)探究式教學(xué)的探討[J].教育，2016（11）：215.

編輯 郭小琴