《比较过氧化氢在不同条件下的分解》 实验装置的改进

余新平 张鹏鹏

一、问题的提出

《比较过氧化氢在不同条件下的分解》是新教材人教版（2019年版）普通高中生物学必修一《分子与细胞》第5章第1节《降低化学反应活化能的酶》“探索·实践”中的内容，是必修一《分子与细胞》中气泡的重要实验之一。学生通过观察试管中气泡产生的数量、速度和卫生香在试管内液上方燃烧的激烈程度，判断过氧化氢在不同条件下的分解情况。

但在实际操作过程中存在以下不足：一是实验产生的气泡数量和速度较难判断；二是卫生香在试管内液上方不易燃烧，较难观察到实验现象；三是实验试剂偶尔会出现溢出等现象，不利于实验的开展和实验现象的展示。为此，我们对本实验的装置进行了改进。

二、实验原理

本实验装置主要通过观察气球膨胀速度的快慢来探究酶催化的效率。验证过氧化氢在质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液与质量分数为3.5%的FeCl溶液等不同条件作用下，单位时间内产生氧气的速度。

过氧化氢在质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液与质量分数为3.5%的FeCl溶液的作用下分解的速度不同，导致在密闭的锥形瓶容器中产生的气体的压力大小、速度不同，从而影响与锥形瓶相连的玻璃弯管一端气球的膨胀速度。这样就可通过观察连接玻璃弯管一端的气球膨胀速度的快慢，判断过氧化氢在20%的新鲜肝脏研磨液、质量分数为3.5%的FeCl溶液、加热和不加热四种情况下分解速度的快慢。

三、实验装置的制作与使用

（一）装置的制作

分别在两个橡皮塞上打上与玻璃弯管、分液漏斗上的玻璃管直径相同的小孔，用来连接玻璃弯管和分液漏斗。在另外两个橡皮塞上各打1个直径与玻璃弯管一致的小孔，用来连接玻璃弯管。在玻璃弯管一端绑上小气球，把连接好玻璃弯管和分液漏斗的橡皮塞装在锥形瓶上，检查装置的气密性。

图2 改进后的实验装置结构图

（二）使用方法

1.分别将4个实验装置按照1～4号做好标记，并分别往锥形瓶中装入10 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液。

2.将连接小气球的玻璃弯管和分液漏斗的橡皮塞迅速装在锥形瓶上。

3.在1号分液漏斗中装入20%的新鲜肝脏研磨液，2号分液漏斗中装入质量分数为3.5%的FeCl溶液，將3号实验装置放在铁架台的石棉网上，酒精灯放在铁架台上。4号实验装置不做任何处理。

4.同时打开1号、2号实验装置的分液漏斗的开关，往锥形瓶中滴加等量20%的新鲜肝脏研磨液、质量分数为3.5%的FeCl溶液。点燃3号实验装置的酒精灯。

5.观察4个玻璃弯管上小气球的膨胀速度，判断过氧化氢在不同条件下的分解速度。

注：实验装置需保持较好的密闭性，在滴加20%的新鲜肝脏研磨液和质量分数为3.5%的FeCl溶液时速度要快，且两者用量相等。

四、创新点

改进后的实验装置结构简单、组装简便，在实验过程中能保持较好的实验安全性。实验过程操作简易，学生在有效观察实验现象的同时，参与课堂的积极性和学习效率均得以提升。

[本文系江西省教育科学“十四五”规划2022年度课题（课题编号：22XYB028）“基于新课标背景下运用高中生物模型建构培养学生核心素养的研究”研究成果]

（栏目编辑  方郁芝）