核心素养下 人教版初中化学 2.3.2探究催化剂的性质与作用

月球基地日志 · 供氧系统搭建第四天

让反应快一点——催化剂登场

上一篇里，我们学会了制取氧气的两种方法与装置搭配：高锰酸钾要「加热伺候」，过氧化氢却能在常温下静静反应。可同学们在实验时发现了一个细节——过氧化氢溶液明明在冒泡，速度却慢得让人着急；只要加进一点黑色粉末，气泡立刻争先恐后地涌出来。

这撮黑色粉末，既不是反应物，也不是生成物，却让反应天翻地覆。它是谁？它凭什么？今天我们就用三步探究把它彻底查清楚——答案就是：催化剂。

开课前，先看项目组领到的四张「任务卡」，它们也是本节课的核心素养目标：

新课之前，先快速检索上一节的四条关键线索——它们是今天探究的起点：

【观察】在试管中加入5mL 5% 过氧化氢溶液，静静观察试管内壁的变化。

气泡告诉我们：反应确实进行了，只是慢吞吞。那么新问题来了——产物是氧气，我们该如何检验？这个熟悉的老朋友就要出场了：带火星的木条。

三组探究实验层层递进，像侦探一样锁定这位神秘主角。

第一探 · 只有过氧化氢，木条不复燃

在试管中加入 5mL 5% 过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。

第二探 · 加入 0.5g 二氧化锰，木条复燃

向上述试管中加入0.5g 二氧化锰，再把带有火星的木条插入试管——

第三探 · 反应「停」后，再加过氧化氢溶液

待试管中不再有明显现象时，重新加入过氧化氢溶液，再把带有火星的木条插入试管：又产生大量气泡，木条再次复燃。这说明二氧化锰可以加快反应速率，且反应前后化学性质不变。

补充追踪 · 称一称它的质量

把反应后的二氧化锰过滤—洗净—干燥—称量（用天平），得到的结果依然是0.5g——反应前后质量也不变。

概念立住了，同学们立刻抛来三个追问，一一解答：

催化剂不只活在试管里。医院的床边、高原的帐篷里，那些安静工作的家用制氧机，正是这项原理的落地版本。

它用的是分子筛思路：空气经无油压缩机压缩后送入旋转阀，由控制板指挥气流在A、B 两个分子筛床之间交替流动——压缩空气中的氮气被分子筛吸附，氧气则进入流量计按需输出。一个床在吸附，另一个床在冲洗解吸，循环往复，氮气不断被截留、氧气不断被收集——从空气中直接制氧，源源不断。

回看今天的两个变化：高锰酸钾一加热，变成了三种物质；过氧化氢一分解，生出水和氧气。它们的共同特征是反应物只有一种，生成物却有两种以上。化学家给这类反应取了个直白的名字：

下课前，把整节课浓缩成一张知识地图——「制取氧气」这张思维导图，此刻终于完整：

回到「月球基地供氧系统设计」项目：如今我们手里已经攒齐了三张牌——原理、装置、催化剂。知道了怎么让反应发生、怎么让反应可控、怎么让反应更快。下一站，项目组将把这些知识合而为一，动手完成一次真正完整的制氧实践。

我是 555老师化学，一个坚持用项目式学习带娃玩转化学的中学老师。如果你觉得今天这篇有收获，欢迎点赞、在看、转发三连，我们下篇见。

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