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【实验6】比较过氧化氢在不同条件下的分解

活动目标

?1．进行比较过氧化氢在不同条件下分解的实验。

?2．说出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。

?背景资料?

?1．相关知识?

化学反应活化能在一个化学反应体系中，任何一个分子要发生化学反应，都必须先被活化，即增加能量。分子从常态跃迁到容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量，称为化学反应的活化能。?

酶在化学反应中的作用本质酶是一种有机催化剂，与无机催化剂相比较，其主要作用是高效性，即在常温常压下能显著地降低化学反应所需要的活化能，从而促进化学反应高效地进行。

2．实验原理?

新鲜的肝脏中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解为水和氧气。过氧化氢酶在不同的温度下催化效率不同。FeCl3溶液中的Fe3+也对过氧化氢具有催化作用，但催化效率要低很多。

3．实验设计和意义

基于以上事实，本实验共设置了4组小实验（见下表）。

?编号

?处理情况

?图示

?组别

?现象

?1号

?常温

?

?对照组

过氧化氢的分解速率十分缓慢（难以观察到气泡的产生）?

?2号

高温（90℃）水浴?

?

实验组?

过氧化氢分解速率加快，有大量小气泡产生

?3号

常温，加入FeCl3溶液

?

实验组?

?与2号试管相比，有更多的气泡产生

?4号

常温，加入过氧化氢酶溶液?

?

实验组

?3号试管相比，气泡大并且产生的速率快

?说明：2号和1号的对照实验说明，温度升高有助于过氧化氢的分解，但细胞内不可能存在高温条件；3号、4号未经加热也有大量气泡产生，说明催化剂能降低化学反应的活化能，能加快化学反应的速率；4号和3号的实验现象相对比说明，在相同的常温条件下，酶的催化效率远远高于无机催化剂的催化效率

?由以上分析可知，酶在常温下催化效率很高。酶催化所需的条件和所产生的效果正是人体细胞所能提供的条件和所需要的效果，同时也说明了酶的高效性，这是本实验要达到的目标。

本实验设置的4组小实验有助于培养学生设置对照实验和控制实验变量的能力。

操作指南??

1．材料?新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。

2．用具?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。

3．试剂?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。

4．操作要点

?

1号试管

2号试管?

3号试管?

4号试管?

操作

?2mL过氧化氢溶液

?2mL过氧化氢溶液

?2mL过氧化氢溶液

2mL过氧化氢溶液?

?室温

?90℃水浴

?两滴FeCl3溶液

?

?

?

?室温

?室温

实验现象?

?

?

?

?

实验结果?

?

?

?

?

实验结论?

?

?

?

?

（一）实验结果

?1．90℃时过氧化氢分解释放氧气的速率大于常温下过氧化氢分解释放氧气的速率。?

2．过氧化氢酶催化过氧化氢分解释放氧气的速率大于FeCl3催化过氧化氢分解释放氧气的速率。?

（二）实验结论?

加热能够促进过氧化氢的分解；酶的催化效率高于无机催化剂，酶的催化作用具有高效性。

评价建议?

本实验的评价分为过程性评价和结论性评价。对试管进行编号，量取试剂，水浴加热等基本操作是否准确，可以作为过程性评价。对实验现象的观察、描述和记录，并得出相应的实验结果和结论，可以作为结论性评价。

替代方案?

本实验简单易行，取材容易，一般学校都能做到。如果买不到过氧化氢，可以用马铃薯榨出液代替，因为马铃薯中含有大量的过氧化氢，滴入肝脏研磨液后，同样可以产生大量的气泡。