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催化剂在现代化学和化工生产占有重要地位.据统计，约有85%的化学反应需要使用催化剂.现在半数以上的化工产品，在生产过程中采用催化剂.
一、催化剂趣谈
催化剂被称为“化学世界的魔术师”.请看：氢和氧结合生成水，据说要一千亿年.如果加一点催化剂（铂、石棉），只听一声爆响，这个千亿年的变化过程，在一瞬间就完成了.现代科学对催化剂的作用还没有完全弄清楚.在大多数情况下，人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应，降低了反应所需要的活化能.有些催化反应是由于形成了容易分解的“中间产物”，分解时催化剂恢复了原来的化学组成，原反应物就变成了生成物.有些催化反应是由于吸附作用，吸附作用仅能在催化剂表面最活泼，叫做活性中心的区域.活性中心的区域越大或越多，催化剂的活性就越强.仿生学家正在研究生物催化剂——酶.酶的催化作用要比一般催化剂高几万以至十万亿倍.不仅如此，更为可贵的是，它所要求的反应条件十分温和，无需强酸强碱或高温高压.利用无机酸作催化剂，使淀粉水解成葡萄糖，即使在加热条件下也要几个小时.可是，唾液中的淀粉酶在常温下就很快完成这个反应.这自然引起了仿生化学家的极大兴趣.化学模拟生物固氮，就是他们的一项重大研究成果.
二、催化剂的应用
例如，小红学习了氯酸钾和二氧化锰混合加热下能很快放出氧气，同时明白了在这个反应中二氧化锰是催化剂，起到了加快化学反应速率的作用.小红想：（1）过氧化氢在加热情况下是否也能放出氧气？（2）过氧化氢和二氧化锰混合常温下是否能很快放出氧气？请你根据实验内容、方案、现象、原因设计一些实验和小红同学一起揭示谜底.
由探究实验，能得到什么结论？（1）过氧化氢在加热情况下能放出氧气；（2）二氧化锰在加热情况下不能放出氧气；（3）过氧化氢和二氧化锰混合常温下能放出氧气.由以上探究实验和结论得出制取氧气另一组选择的药品是过氧
化氢和二氧化锰.
思考：二氧化锰本身在加热情况下不释放氧气，那么在加热过氧化氢溶液的反应中起什么作用呢？二氧化锰对双氧水的分解具有催化作用，还有其他物质也能对双氧水的分解具有催化作用吗？
探索：学科小专家小明对“寻找双氧水分解产生氧气的新的催化剂”研究性实验，产生了极大的好奇与兴趣，想通过化学实验，进一步理解催化剂的概念.通过化学实验，寻找除二氧化锰以外的能分解双氧水的新催化剂.通过研究性实验，了解科学研究的方法，培养自己的创新思维和科学态度.小明认为，研究方法及所需条件是可行的，主要运用实验法和综合法开展研究.小明已学过催化剂的概念及本实验研究的有关知识，实验所用到的仪器学生都在“活动与探究”中多次使用过，且熟练掌握了化学实验基本操作.应该说小明具备了进行该实验研究的能力和水平.学校化学实验室能为学生提供有关的仪器药品，学校图书馆有供学生查找的文献资料，学生具有上网搜集和下载资料的能力.可以说为本研究提供的条件是充分的.
猜想与假设：学科小专家小明把班上同学分成四个小组，并确定了小组长.学生分组交流图书馆或网上搜集到的有关催化剂资料，并讨论提出猜想和假设.各研究小组提出的猜想归纳为：氧化镁、氧化铁、氧化铜可以作双氧水分解的催化剂.依据是它们与二氧化锰一样，都属于金属氧化物，性质可能类似.
学科小专家小明：你们的猜想有创意，若把氧化镁、氧化铁和氧化铜作为我们寻找新催化剂的突破口，如何围绕催化剂的知识，设计实验方案、验证假设，请同学们思考并讨论.
设计方案，验证假设：实验1：验证该物质能否加快双氧水分解的速率.量取两份5 mL的双氧水分别放入A、B两支大试管中，向A试管中加入a g氧化铁（或氧化铜或氧化镁）粉末，观察比较A、B试管放出气体的速率.实验2：验证该物质在反应前后化学性质是否改变.向实验1的A试管残余物中，再加入少量双氧水，并插入带火星木条，如此反复多次实验，观察现象.实验3 ：验证该物质的质量在反应前后是否变化.待实验2完成后，将A试管中的残余物小心过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量，观察是否仍为a g.
收集证据，得出结论：学生根据所设计的方案，进行实验，收集证据.通过实验观察发现：实验1中氧化铜和氧化铁都能加快双氧水的分解速率，但氧化镁不能.做实验2时，多次添加双氧水，并不断插入带火星木条都复燃.证明在反应前后氧化铜、氧化铁的化学性质并未改变.完成实验3后，有的小组发现反应前后氧化铜、氧化铁的质量增加了；有的小组发现氧化铜质量不变，但氧化铁质量却减少了.学科小专家小明：你们的发现让我很兴奋.请你们讨论一下，为什么在实验3中，各小组的实验结果不一样.有的小组认为，质量增大可能是因为氧化铜、氧化铁中含有水分并未完全干燥所致.而质量减少可能是因为有些氧化铜、氧化铁沾在滤纸、玻璃棒、蒸发皿等用品上.通过讨论和对所观察到的现象进行分析、比较、归纳，学生得出结论：氧化铜、氧化铁就是我们要寻找的能分解双氧水的新催化剂.学科小专家小刘：祝贺你们终于发现了双氧水分解的新催化剂──氧化铜和氧化铁.有的学生提出新问题：为什么作为双氧水分解催化剂的二氧化锰、氧化铁和氧化铜都含有氧元素？是否因为反应过程中它们所含的氧元素参加了反应转化为氧气，导致放出氧气的速率加快？学科小专家小明：这位同学提的问题很有深度，请同学们交流讨论，发表自己的观点，如何证明它们的催化作用是否与氧有关.
提出新一轮的假设：学科代表小明：同学们经过交流讨论提出，若铁粉、铝粉、锌片、氯化铁、氯化铜可以作为双氧水分解的催化剂，那么其催化作用与氧无关.学科代表小明把同学们分成两组：第一组，负责验证铁、铝、锌可作双氧水分解催化剂的假设.第二组，负责验证氯化铁、氯化铜可以作双氧水分解催化剂的假设.进行第二轮实验、验证新假设：根据第一轮实验的设计方案，进行实验，验证新一轮的假设.分析实验现象，得出新一轮的结论.小刚同学：我们组的实验表明，铁、铝、锌不能作双氧水分解的催化剂.小芳同学：我们组的实验表明，氯化铜、氯化铁可以作双氧水分解的催化剂，其催化作用与氧无关的假设成立.学科代表小明：真是太棒了，为你们感到骄傲.同学们还有其他猜想和假设吗？小晶同学：我在图书馆查资料发现，猪肝也可以作双氧水分解的催化剂，我把猪肝带来了.我在网上搜集到，煮熟的马铃薯也可以作双氧水分解的催化剂，马铃薯也准备好了.
我是柯南：小强同学：我在一本课外书中发现，红砖粉也可以作双氧水分解的催化剂，我准备了一包红砖粉.学科代表小明：太好了！让我们继续来验证，猪肝、马铃薯、红砖粉是否也能作双氧水分解的催化剂.进行第三轮实验，验证网上新发现.小涛同学：根据第一轮设计的实验方案，进行实验，验证网上新发现.表达交流，反思评价：小刚等同学：猪肝、煮熟的马铃薯、红砖的粉居然也能作双氧水分解的催化剂.今天我亲身体验到化学实验是发现新物质的钥匙.小英同学：通过实验探索，我们发现了比二氧化锰更理想的催化剂，说明课本不是最权威的.小华同学：实验不要有太多顾虑，要尽量多作尝试.要与同学分工合作，才能得出最佳的效果.小杰同学：关于氧化铜的实验我反复做了三次，都没有明显的现象，便认为它不能作双氧水分解的催化剂了.刚才听同学说，稍加热效果就非常理想.这次让我学到了研究问题要从多个角度思考.小敏同学：我和同桌做了七种物质的实验，自以为做得很好，听了同学们的实验成果，才深感自己的不足，懂得实验要有创新精神.小庆同学：试题中的探索似乎轻而易举，但实验探索让我知道，会想并不代表会做，除了要有严密的方案，还要细心去完成.小专家小明：同学们的交流与评价太精彩了.今天我们不但发现了多种双氧水分解的新催化剂，而且懂得了，“要与同学分工合作”，“实验要有创新精神”，“课本不是最权威的”.我相信，你们明天交来的实验报告一定同样精彩.
一、催化剂趣谈
催化剂被称为“化学世界的魔术师”.请看：氢和氧结合生成水，据说要一千亿年.如果加一点催化剂（铂、石棉），只听一声爆响，这个千亿年的变化过程，在一瞬间就完成了.现代科学对催化剂的作用还没有完全弄清楚.在大多数情况下，人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应，降低了反应所需要的活化能.有些催化反应是由于形成了容易分解的“中间产物”，分解时催化剂恢复了原来的化学组成，原反应物就变成了生成物.有些催化反应是由于吸附作用，吸附作用仅能在催化剂表面最活泼，叫做活性中心的区域.活性中心的区域越大或越多，催化剂的活性就越强.仿生学家正在研究生物催化剂——酶.酶的催化作用要比一般催化剂高几万以至十万亿倍.不仅如此，更为可贵的是，它所要求的反应条件十分温和，无需强酸强碱或高温高压.利用无机酸作催化剂，使淀粉水解成葡萄糖，即使在加热条件下也要几个小时.可是，唾液中的淀粉酶在常温下就很快完成这个反应.这自然引起了仿生化学家的极大兴趣.化学模拟生物固氮，就是他们的一项重大研究成果.
二、催化剂的应用
例如，小红学习了氯酸钾和二氧化锰混合加热下能很快放出氧气，同时明白了在这个反应中二氧化锰是催化剂，起到了加快化学反应速率的作用.小红想：（1）过氧化氢在加热情况下是否也能放出氧气？（2）过氧化氢和二氧化锰混合常温下是否能很快放出氧气？请你根据实验内容、方案、现象、原因设计一些实验和小红同学一起揭示谜底.
由探究实验，能得到什么结论？（1）过氧化氢在加热情况下能放出氧气；（2）二氧化锰在加热情况下不能放出氧气；（3）过氧化氢和二氧化锰混合常温下能放出氧气.由以上探究实验和结论得出制取氧气另一组选择的药品是过氧
化氢和二氧化锰.
思考：二氧化锰本身在加热情况下不释放氧气，那么在加热过氧化氢溶液的反应中起什么作用呢？二氧化锰对双氧水的分解具有催化作用，还有其他物质也能对双氧水的分解具有催化作用吗？
探索：学科小专家小明对“寻找双氧水分解产生氧气的新的催化剂”研究性实验，产生了极大的好奇与兴趣，想通过化学实验，进一步理解催化剂的概念.通过化学实验，寻找除二氧化锰以外的能分解双氧水的新催化剂.通过研究性实验，了解科学研究的方法，培养自己的创新思维和科学态度.小明认为，研究方法及所需条件是可行的，主要运用实验法和综合法开展研究.小明已学过催化剂的概念及本实验研究的有关知识，实验所用到的仪器学生都在“活动与探究”中多次使用过，且熟练掌握了化学实验基本操作.应该说小明具备了进行该实验研究的能力和水平.学校化学实验室能为学生提供有关的仪器药品，学校图书馆有供学生查找的文献资料，学生具有上网搜集和下载资料的能力.可以说为本研究提供的条件是充分的.
猜想与假设：学科小专家小明把班上同学分成四个小组，并确定了小组长.学生分组交流图书馆或网上搜集到的有关催化剂资料，并讨论提出猜想和假设.各研究小组提出的猜想归纳为：氧化镁、氧化铁、氧化铜可以作双氧水分解的催化剂.依据是它们与二氧化锰一样，都属于金属氧化物，性质可能类似.
学科小专家小明：你们的猜想有创意，若把氧化镁、氧化铁和氧化铜作为我们寻找新催化剂的突破口，如何围绕催化剂的知识，设计实验方案、验证假设，请同学们思考并讨论.
设计方案，验证假设：实验1：验证该物质能否加快双氧水分解的速率.量取两份5 mL的双氧水分别放入A、B两支大试管中，向A试管中加入a g氧化铁（或氧化铜或氧化镁）粉末，观察比较A、B试管放出气体的速率.实验2：验证该物质在反应前后化学性质是否改变.向实验1的A试管残余物中，再加入少量双氧水，并插入带火星木条，如此反复多次实验，观察现象.实验3 ：验证该物质的质量在反应前后是否变化.待实验2完成后，将A试管中的残余物小心过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量，观察是否仍为a g.
收集证据，得出结论：学生根据所设计的方案，进行实验，收集证据.通过实验观察发现：实验1中氧化铜和氧化铁都能加快双氧水的分解速率，但氧化镁不能.做实验2时，多次添加双氧水，并不断插入带火星木条都复燃.证明在反应前后氧化铜、氧化铁的化学性质并未改变.完成实验3后，有的小组发现反应前后氧化铜、氧化铁的质量增加了；有的小组发现氧化铜质量不变，但氧化铁质量却减少了.学科小专家小明：你们的发现让我很兴奋.请你们讨论一下，为什么在实验3中，各小组的实验结果不一样.有的小组认为，质量增大可能是因为氧化铜、氧化铁中含有水分并未完全干燥所致.而质量减少可能是因为有些氧化铜、氧化铁沾在滤纸、玻璃棒、蒸发皿等用品上.通过讨论和对所观察到的现象进行分析、比较、归纳，学生得出结论：氧化铜、氧化铁就是我们要寻找的能分解双氧水的新催化剂.学科小专家小刘：祝贺你们终于发现了双氧水分解的新催化剂──氧化铜和氧化铁.有的学生提出新问题：为什么作为双氧水分解催化剂的二氧化锰、氧化铁和氧化铜都含有氧元素？是否因为反应过程中它们所含的氧元素参加了反应转化为氧气，导致放出氧气的速率加快？学科小专家小明：这位同学提的问题很有深度，请同学们交流讨论，发表自己的观点，如何证明它们的催化作用是否与氧有关.
提出新一轮的假设：学科代表小明：同学们经过交流讨论提出，若铁粉、铝粉、锌片、氯化铁、氯化铜可以作为双氧水分解的催化剂，那么其催化作用与氧无关.学科代表小明把同学们分成两组：第一组，负责验证铁、铝、锌可作双氧水分解催化剂的假设.第二组，负责验证氯化铁、氯化铜可以作双氧水分解催化剂的假设.进行第二轮实验、验证新假设：根据第一轮实验的设计方案，进行实验，验证新一轮的假设.分析实验现象，得出新一轮的结论.小刚同学：我们组的实验表明，铁、铝、锌不能作双氧水分解的催化剂.小芳同学：我们组的实验表明，氯化铜、氯化铁可以作双氧水分解的催化剂，其催化作用与氧无关的假设成立.学科代表小明：真是太棒了，为你们感到骄傲.同学们还有其他猜想和假设吗？小晶同学：我在图书馆查资料发现，猪肝也可以作双氧水分解的催化剂，我把猪肝带来了.我在网上搜集到，煮熟的马铃薯也可以作双氧水分解的催化剂，马铃薯也准备好了.
我是柯南：小强同学：我在一本课外书中发现，红砖粉也可以作双氧水分解的催化剂，我准备了一包红砖粉.学科代表小明：太好了！让我们继续来验证，猪肝、马铃薯、红砖粉是否也能作双氧水分解的催化剂.进行第三轮实验，验证网上新发现.小涛同学：根据第一轮设计的实验方案，进行实验，验证网上新发现.表达交流，反思评价：小刚等同学：猪肝、煮熟的马铃薯、红砖的粉居然也能作双氧水分解的催化剂.今天我亲身体验到化学实验是发现新物质的钥匙.小英同学：通过实验探索，我们发现了比二氧化锰更理想的催化剂，说明课本不是最权威的.小华同学：实验不要有太多顾虑，要尽量多作尝试.要与同学分工合作，才能得出最佳的效果.小杰同学：关于氧化铜的实验我反复做了三次，都没有明显的现象，便认为它不能作双氧水分解的催化剂了.刚才听同学说，稍加热效果就非常理想.这次让我学到了研究问题要从多个角度思考.小敏同学：我和同桌做了七种物质的实验，自以为做得很好，听了同学们的实验成果，才深感自己的不足，懂得实验要有创新精神.小庆同学：试题中的探索似乎轻而易举，但实验探索让我知道，会想并不代表会做，除了要有严密的方案，还要细心去完成.小专家小明：同学们的交流与评价太精彩了.今天我们不但发现了多种双氧水分解的新催化剂，而且懂得了，“要与同学分工合作”，“实验要有创新精神”，“课本不是最权威的”.我相信，你们明天交来的实验报告一定同样精彩.