《比較過氧化氫在不同條件下的分解》實驗裝置的改進

◆江西省新余市第二中學 余新平 張鵬鵬

一、問題的提出

《比較過氧化氫在不同條件下的分解》是新教材人教版（2019 年版）普通高中生物學必修一《分子與細胞》第5 章第1 節《降低化學反應活化能的酶》“探索·實踐”中的內容，是必修一《分子與細胞》中氣泡的重要實驗之一。學生通過觀察試管中氣泡產生的數量、速度和衛生香在試管內液上方燃燒的激烈程度，判斷過氧化氫在不同條件下的分解情況。

但在實際操作過程中存在以下不足：一是實驗產生的氣泡數量和速度較難判斷；二是衛生香在試管內液上方不易燃燒，較難觀察到實驗現象；三是實驗試劑偶爾會出現溢出等現象，不利于實驗的開展和實驗現象的展示。為此，我們對本實驗的裝置進行了改進。

二、實驗原理

本實驗裝置主要通過觀察氣球膨脹速度的快慢來探究酶催化的效率。驗證過氧化氫在質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液與質量分數為3.5%的FeCl3溶液等不同條件作用下，單位時間內產生氧氣的速度。

過氧化氫在質量分數為20%的新鮮肝臟研磨液與質量分數為3.5%的FeCl3溶液的作用下分解的速度不同，導致在密閉的錐形瓶容器中產生的氣體的壓力大小、速度不同，從而影響與錐形瓶相連的玻璃彎管一端氣球的膨脹速度。這樣就可通過觀察連接玻璃彎管一端的氣球膨脹速度的快慢，判斷過氧化氫在20%的新鮮肝臟研磨液、質量分數為3.5%的FeCl3溶液、加熱和不加熱四種情況下分解速度的快慢。

圖1 實驗器材

三、實驗裝置的制作與使用

(一）裝置的制作

分別在兩個橡皮塞上打上與玻璃彎管、分液漏斗上的玻璃管直徑相同的小孔，用來連接玻璃彎管和分液漏斗。在另外兩個橡皮塞上各打1 個直徑與玻璃彎管一致的小孔，用來連接玻璃彎管。在玻璃彎管一端綁上小氣球，把連接好玻璃彎管和分液漏斗的橡皮塞裝在錐形瓶上，檢查裝置的氣密性。

圖2 改進后的實驗裝置

（二）使用方法

1.分別將4 個實驗裝置按照1～4號做好標記，并分別往錐形瓶中裝入10 mL 體積分數為3%的過氧化氫溶液。

2.將連接小氣球的玻璃彎管和分液漏斗的橡皮塞迅速裝在錐形瓶上。

3.在1 號分液漏斗中裝入20%的新鮮肝臟研磨液，2 號分液漏斗中裝入質量分數為3.5%的FeCl3溶液，將3 號實驗裝置放在鐵架臺的石棉網上，酒精燈放在鐵架臺上。4 號實驗裝置不做任何處理。

4.同時打開1 號、2 號實驗裝置的分液漏斗的開關，往錐形瓶中滴加等量20%的新鮮肝臟研磨液、質量分數為3.5%的FeCl3溶液。點燃3 號實驗裝置的酒精燈。

5.觀察4 個玻璃彎管上小氣球的膨脹速度，判斷過氧化氫在不同條件下的分解速度。

注：實驗裝置需保持較好的密閉性，在滴加20%的新鮮肝臟研磨液和質量分數為3.5%的FeCl3溶液時速度要快，且兩者用量相等。

四、創新點

改進后的實驗裝置結構簡單、組裝簡便，在實驗過程中能保持較好的實驗安全性。實驗過程操作簡易，學生在有效觀察實驗現象的同時，參與課堂的積極性和學習效率均得以提升。