水葫芦的利用与开发

《水葫芦的利用与开发》开题报告

课题组成员：

指导教师：

学科：植物学

研究背景：水葫芦，学名风眼莲(Eichhomiacrassipes),雨久花科，俗称布袋莲、水荷花、假水仙。

水生直立或漂浮草本。叶直立，卵形或圆形，光滑，叶柄长或短，中部以下膨大如球，基部有鞘状苞片，

花茎单生，中部亦具鞘状包片，穗状花序呈蓝紫色。水葫芦是50多年前从南美的巴西引进来的，属外

来物种。它喜欢生长于温暖向阳及富含养分的水域中，无性繁殖能力特别强，每年的九、十月份是生长

旺季。在适宜的条件下，每5天就能繁殖新株，也能开花结实产生种子而进行有性繁殖，一枝花大约结

300粒种子。一公顷水面的水葫芦就能挤满200万株，重达300多吨。

在富营养化水体中水葫芦生长速度近乎疯狂，假设不及时打捞，会覆盖水面，堵塞河道，影响航运,

阻碍排灌，在汛期阻碍水流，最终腐烂变臭，污染水质。浓密的水葫芦还降低了光线对水体佗穿透能力，

影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，降低水产品产量，因此有些学者将之列为“世界十

大害草”之一。

水葫芦现已在中国很多地区泛滥成灾。如在杭州富春江水库，这些水生植物一大片一大片地连在一

起，放眼望去水面俨然是一片看不到边的绿色草地，有些地方的厚度居然到达四五十厘米。多年来，受

水葫芦之害的富春江水力发电厂、严子陵钓台管理处等单位，每年都要组织人力打捞处理1000多吨水

葫芦，以保证正常航运和发电，为此要消耗不小的人力、财力，如上海市市容环卫部门和水利部门每年

也要花掉近500万的打捞费，打捞水葫芦等漂浮垃圾，在水葫芦生长顶峰期，总重量约有20。万吨的水

葫芦覆盖了上海市约25%的内河水域。为此，上海市曾每天出动2000多条船，8000多人次，打捞水葫

芦上万吨。

研究综述：据我们调查，现在.对水葫芦的开发和利用主要有：1、鲜水胡芦的简单利用：一是制成

蔬菜，水葫芦的鲜花、嫩叶、茎鲜味可口，清香甜润，可直接食用，也可作鲜汤、菜食用；二是制成饲

料，水葫芦.叶、茎切碎用作鸡、鸭、鱼、猪、牛、羊等禽、畜的青饲料，每亩年产量60吨以上，可供

30〜40头猪饲用；三是将根和枯叶用作复合肥料的原料。2、利用水葫芦鲜汁，从中提取营养素，加工

提炼食品、保健品、药品及营养添加剂。水葫芦内含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、胡萝卜素、总

黄酮等营养物质和多种微晶元素，是极具开发潜力的物种。每亩水面可产水葫芦60吨以上，鲜汁可提

取40吨，鲜汁既可用于功能饮料的营养添加剂，又可将鲜汁萃取干粉，它是一种高级营养素，既可作

食品饮料和营养添加剂，也可作保健品和药品。水葫芦含有丰富的蛋白质，一株去除了水分的干水葫芦

含20%蛋白质，含量是一粒大豆的一半。这意味着，假设有5万公斤的水葫芦，去除90%以上的水分，

剩下0.5万公斤干水葫芦，相当于2500公斤大豆。3、利用干渣、根和枯叶作肥料。水葫芦榨汁后的干

渣约占10乐根、叶粉碎烘干后每亩约2吨，以40$的配比，可生产复合肥料5吨。目前，中科院武汉

水生所已成功生产出水葫芦及合肥。4、净化污水。事实上，水葫芦是净化污水的“生态功臣”。专家

指出，在适宜条件下，一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉。24小时内每克干重水葫

芦能从污水中除去隔0.67亳克、铅0.176亳克、汞0.15()亳克、银0.65亳克、钻0.57亳克、锢0.54

亳克。一般情况下，3年时间内它就可将污水净化到常用水质标准，而投资仅需现行治污工程的20%以

下。研究说明，水胡芦甚至能将富营养水质转化成可直接饮用水。利用水断芦净化污水是一种本钱低廉、

节约能源、效益较高的简便易行方法。5、制作盆景。其实，水生植物作为盆景从来都是方便而新鲜的，

水葫芦也不例外。如上海、广州有些单位，他们把水葫芦变为盆景，成为美化环境的有用植物。有关植

物专家介绍，水葫芦作为普通绿色植物，成活率非常高，因此种植起来简单。6、制作家具。由于水葫

芦不需花钱买，每当夏秋季节，水葫芦生长旺盛，只要花一些人工下河捞取就行。而且由水葫芦制成的

家具不含甲醛，兼有环保、新颖等特色，所以特别受一些白领和艺术家的追捧。如2003年成立的上海

水葫芦环保家具，是一家注册资本仅50万，但第一年就实现利润40万的公司。目前该公司一个月要生

产300件家具，但还跟不上市场的需求。7、种植食用菌。古田县长安汽车的职工将水葫芦用于试种食

用菌获得成功。他们将水葫芦粉碎渣试种竹芯、大球盖菇各一平方米，于2004年底获得收成：大球盖

茹收11公斤，产量与现行用木屑、稻壳、刨花等为培养基的种植方式根本相同；竹荔收成0.25公斤（干

品），略低「现行的用棉籽壳为培养基的0.3公斤（干品）左右，但用水葫芦粉碎渣作培养基因其易腐烂,

生长期可提前约一个月。之后，他们又进行了食用菌生产中最难的银耳试种，经过发酵、晾晒以及改变

辅料配方等一系列反复试验，终于在鸡年来临前夕获得成功：试种的10袋用水葫芦粉碎渣作培养基因

的银耳菌筒，除了个别菌穴感染变黑外，袋袋均长出银耳，一般均有碗大，朵型、色泽于平常无异。8、

利用水葫芦治病。水葫芦可以医治多种疾病。中国人的祖先早就发现了水葫芦的医药价值。根据古书《神

农本草经》、《本草纲目》、《本草遗》、《滇南本草》的记载，其中描述的浮萍、水葫芦的形象，与现在的

水葫芦非常相似，入药效果极好。《本草纲U》水萍篇明确表示，水萍可医治伤寒、水肿、消渴、吐血、

手脚发冷、脱肛、风热隐疹、风热丹毒、汗斑瘢风、大风痢疾、毒肿初起，甚至可烧烟去蚊今天的中

药大辞典也清晰地写着：水葫芦，清热解毒、祛风出湿。治热疮、关节炎、风湿病。可内服也可外敷。

配藻莎可治风热感冒，配升麻可透发斑疹，也可行水消肿，配蝉蜕可治皮肤瘙痒。

研究目的：开发利用，趋利避害水葫芦。

研究意义：1、学生科技创新能力的培养。2、开发和利用水葫芦，既可减少危害，又能带来巨大的

社会效益。

研究内容：1、水葫芦营养物质的定性检测

原料欲鉴定成分试剂颜色变化有无

淀粉碘液有无变蓝

水葫芦鲜葡萄糖斐林试剂有否砖红色沉淀

汁脂肪苏丹HI有无橘黄色

蛋白质双缩版试剂有无紫色

2、水葫芦营养物质的定屋检测

取1000克水葫芦，测定其中糖类、脂类、蛋白质的含量

3、饲养法

川水葫芦饲养几只鸡或鸭，看有无异常出现，或有异常情况时是否与水葫芦有关。

4、水葫芦净化污水的鉴定（借助浙江大学生化实验室资源）

把河水放入5盆花盆，每盆种植几株水葫芦，每隔一天测定5盆水中各元素平均含量。

12345678910111213141516

种植

天天天天天天天天天天天天天天天天

前

后后后后后后后后后后后后后后后后

氮

磷

镉

铅

银

诧

钻

锢

汞

5、种植食用菌的尝试

用水葫芦粉碎渣试种蘑菇、香菇、平菇、金针菇等食用菌。

6、市场调查

杭州有无利用水葫芦作原料的产品

研究方法：文献查阅法、请查法、实验法

预期成果：研究论文

困难：1、由于本课题在20。5年3月确定，4月通过。而水葫芦的生长有季节性，每年的九、十月

份是生长旺季。所以由于材料的原因，有些实验只有在九、十月份才能进行。

2、水葫芦富集重金属离子能力很强，必然会影响食用和做培养基。但开发和利用的水葫芦，都是

在江河湖泊中自然生长的，都有可能有富集重金属离子的现象，这对开发和利用带来一定的难度和说服

力。

参考文献：

1、徐在宽：水葫芦对水质改进效果的研究，江西水产科技，2002年04期

2、蔡成翔，王华敏，张宗明：水葫芦对五种重金属离子的去除速率与富集机制研究，广西右江民

族师专学报，2002年06期

3、江洪涛，张红梅：国内外水葫芦防治研究综述，中国农业科技导报，2003年03期

4、张祖堂，李强：水葫芦代粪草栽培姬松茸试脸初报，食用菌，2003年05期

5、崔立，肖怀平，陈鲁勇，徐燕，黄赢子，褚建君：淀山湖水葫芦用于饲喂生长育肥猪的效果研

究，饲料工业，2004年03期

6、杨宣华，麦焯棉，许波，罗岚，潘卫南，罗月兰：水葫芦培养料栽培平菇试脸，佛山科学技术

学院学报(自然科学版)，2004年03期

7、蔡成翔：水葫芦对Zf、Cd”和的去除速率，云南环境科学，2005401期

水葫芦的利用与开发案例

课题组成员：王宗明、李阳、刘博程、金磊、郑天浩

指导教师：郑国强

学科：植物学

一、问题的提出

水葫芦，学名风眼莲(Eichhorniacrassipes),雨久花科，俗称布袋莲、水荷花、假水仙。水生直立或

漂浮草本。叫直立，卵形或圆形，光滑，叫柄长或短，中部以下膨大如球，基部有鞘状苞片，花茎单生，

中部亦具鞘状苞片，稔状花序呈蓝紫色。水葫芦是50多年前从南美的巴西引进来的，属外来物种。它

喜欢生长于温暖向阳及富含养分的水域中，无性繁殖能力特别强，每年的九、十月份是生长旺季。在适

宜的条件下，每5天就能繁殖新株，也能开花结实产生种子而进行有性繁殖，一枝花大约结300粒种子。

一公顷水面的水葫芦就能挤满200万株，重达300多吨。

在富营养化水体中水葫芦生长速度近乎疯狂，假设不及时打捞，会覆盖水面，堵塞河道，影响航运,

阻碍排灌，在汛期阻碍水流，最终腐烂变臭，污染水质。浓密的水葫芦还降低了光线对水体的穿透能力,

影响水底生物的生长，并增加水中二氧化碳的浓度，降低水产品产量，因此有些学者将之列为“世界十

大害草”之一。

水葫芦现已在中国很多地区泛滥成灾。如在杭州富春江水库，这些水生植物一大片一大片地连在一

起，放眼望去水面俨然是一片看不到边的绿色草地，有些地方的厚度居然到达四五十厘米。多年来，受

水葫芦之害的富春江水力发电厂、严子陵钓台管理处等单位，每年都要组织人力打捞处理1。00多吨水

葫芦，以保证正常航运和发电，为此要消耗不小的人力、财力,如上海市市容环卫部门和水利部门每年

也要花掉近50()万的打捞费，打捞水葫芦等漂浮垃圾，在水葫芦生长顶峰期，总重量约有2()。万吨的水

葫芦覆盖了上海市约25%的内河水域。为此，上海市曾每天出动2000多条船，8000多人次，打捞水葫

芦上万吨。

开发利用，趋利避害是解决水葫芦问题的核心。

二、水葫芦开发和利用的现状

据我们调查，现在对水葫芦的开发和利用主要有：

1、鲜水葫芦的简单利用：一是制成蔬菜，水葫芦的鲜花、嫩叶、茎鲜味可口，清香甜润，可直接

食用，也可作鲜汤、菜食用；二是制成饲料，水葫芦叶、茎切碎用作鸡、鸭、鱼、猪、牛、羊等禽、畜

的青饲料，每亩年产量60吨以上，可供30〜40头猪饲用；三是将根和枯叶用作复合肥料的原料。

2、利用水葫芦鲜汁，从中提取营养素，加工提炼食品、保健品、药品及营养添加剂。水葫芦内含

有丰富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、胡萝卜素、总黄酮等营养物质和多种微量元素，是极具开发潜力的

物种。每亩水面可产水葫芦60吨以上，鲜汁可提取40吨，鲜汁既可用于功能饮料的营养添加剂，又可

将鲜汁萃取干粉，它是一种高级营养素，既可作食品饮料和营养添加剂，也可作保健品和药品。水葫芦

含有丰富的蛋白质，一株去除了水分的干水葫芦含20%蛋白质，含量是一粒大豆的一半。这意味着，假

设有5万公斤的水葫芦，去除9。％以上的水分，剩下0.5万公斤干水葫芦，相当于2500公斤大豆。

3、利用干渣、根和枯叶作肚料。水葫芦榨汁后的干渣约占10乐根、叶粉碎烘干后每亩约2吨，以

40%的配比，可生产复合肥料5吨。目前，中科院武汉水生所已成功生产出水葫芦复合肥。

4、净化污水。事实上，水葫芦是净化污水的“生态功臣”。专家指出，在适宜条件下，一公顷水

葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉。24小时内每克干重水葫芦能从污水中除去隔D.67亳克、

铅0.176亳克、汞0.150亳克、银0.65亳克、钻0.57亳克、锢0.54亳克。一般情况下，3年时间内它

就可将污水净化到常用水质标准，而投资仅需现行治污工程的20%以下。研究说明，水葫芦甚至能将富

营养水质转化成可直接饮用水。利用水葫芦净化污水是一种本钱低廉、节约能源、效益较高的简便易行

方法。

5、制作盆景。其实，水生植物作为盆景从来都是方便而新鲜的，水葫芦也不例外。如上海、广州

有些单位，他们把水葫芦变为盆景，成为美化环境的有用植物。有关植物专家介绍，水葫芦作为普通绿

色植物，成活率非常高，因此种植起来简单。

6、制作家具。由于水葫芦不需花钱买，每当夏秋季节，水葫芦生长旺盛，只要花一些人工下河捞

取就行。而且由水葫芦制成的家具不含甲醛，兼有环保、新颖等特色，所以特别受一些白领和艺术家的

追捧。如2003年成立的上海水葫芦环保家具，是一家注册资本仅50万，但第一年就实现利涧40万的

公司。目前该公司一个月要生产300件家具，但还跟不上市场的需求。

7、种植食用菌。古田县长安汽车的职工将水葫芦用于试种食用菌获得成功。他们将水葫芦粉碎渣

试种竹?5、大球盖菇各一平方米，于2004年底获得收成：大球盖菇收II公斤，产量与现行用木屑、稻

壳、刨花等为培养基的种植方式根本相同；竹芯收成0.25公斤（干品），略低于现行的用棉籽壳为培养

基的0.3公斤（干品）左右，但用水葫芦粉碎渣作培养基因其易腐烂，生长期可提前约一个月。之后，

他们乂进行了食用菌生产中最难的银耳试种，经过发酵、晾晒以及改变辅料配方等一系列反复试验，终

于在鸡年来临前夕获得成功：试种的10袋用水葫芦粉碎渣作若养基因的银耳菌筒，除了个别菌穴感染

变黑外，袋袋均长出银耳，一般均有碗大，朵型、色泽于平常无异。

8、利用水葫芦治病。水葫芦可以医治多种疾病。中国人的祖先早就发现了水葫芦的医药价值。根

据古书《神农本草经》、《本草纲目》、《本草遗》、《滇南本草》的记载，其中描述的浮萍、水靛芦的形象,

与现在的水葫芦非常相似，入药效果极好。《本草纲目》水萍篇明确表示，水萍可医治伤寒、水肿、消

渴、吐血、手脚发冷、脱肛、风热隐疹、风热丹毒、汗斑瘢风、大风痢疾、毒肿初起，甚至可烧烟去蚊。

今天的中药大辞典也清晰地写着：水葫芦，清热解毒、祛风出湿。治热疮、关节炎、风湿病，可内服也

可外敷。配藻莎可治风热感冒，配升麻可透发斑疹，也可行水消肿，配蝉蜕可治皮肤瘙痒。

三、我们的研究

1、水葫芦营养物质的定性检测

原料欲鉴定成分试剂颜色变化有无

淀粉碘液有无变蓝

水葫芦鲜葡萄糖斐林试剂有否砖红色沉淀

汁脂肪苏丹in有无橘黄色

蛋白质双缩眠试剂有无紫色

2、水葫芦营养物质的定量检测

取1000克水胡芦，测定其中糖类、脂类、蛋白质的含质

3、饲养法

用水葫芦饲养几只鸡或鸭，看有无异常出现，或有异常情况时是否与水葫芦有关。

4、水葫芦净化污水的鉴定（借助浙江大学生化实验室资源）

把河水放入5盆花盆，每盆种植几株水葫芦，每隔一天测定5盆水中各元素位均含量。

।2345678910111213141516

种植

天天天天天天天天天天天天天天天天

前

后后后后后后后后，后后后后后后后

氮

磷

镉

铅

银

诧

彷

锢

耒

5、种植食用菌的尝试

用水葫芦粉碎渣试种蘑菇、香菇、平菇、金针菇等食用菌。

6、市场调查

杭州有无利用水葫芦作原料的产品

四、小结

1、由于本课题在2005年3月确定，4月通过。而水葫芦的生长有季节性，每年的九、十月份是生

长旺季。所以由于材料的原因，有些实验只有在九、十月份才能进行。

2、水葫芦富集重金属离子能力很强，必然会影响食用和做培养基。但开发和利用的水葫芦，都是

在江河湖泊中自然生长的，都有可能有富集重金属离子的现象，这对开发和利用带来•定的难度和说服

力。

3、本课题研究的意义：（I：学生科技创新能力的培养。（2）开发和利用水葫芦，既可减少危害，

又能带来巨大的社会效益。

4、科技创新活动的研究，是一项痛并快乐着的活动。我们坚信，只要我们努力地坚持，耕耘总会

有收获的。

参考文献：

1、徐在宽：水葫芦对水质改进效果的研究，江西水产科技，2002年04期

2、蔡成翔，王华敏，张宗明：水葫芦对五种重金属离子的去除速率与富集机制研究，广西右江民

族师专学报,2002年06期

3、江洪涛,张红梅：国内外水葫芦防治研究综述，中国农业科技导报，2003年03期

4、张祖堂，李强：水葫芦代粪草栽培姬松茸试脸初报，食用菌，2003年05期

5、崔立，肖怀平，陈鲁勇，徐燕，黄赢子，褚建君：淀山湖水葫芦用于饲喂生长育肥猪的效果研

究，饲料工业，2004年03期

6、杨宜华，麦焯棉，许波，罗武，港卫南，罗月兰：水硝芦培养科栽培平菇试脸，佛山科学技术

学院学报（自然科学版），2004年03期

7、蔡成翔：水葫芦对Zn"、Cd?'和Fe”的去除速率，云南环境科学，2005年01期

窗为粉蜃招

——辅导学生进行科技创新工程研究的心得体会

郑国强

2004年7月，参加完在青岛二中举行的“中国科协青少年创新人才培养工程”教师培训班后，心中

时刻涌现出一股冲动，一股强烈的辅导冲动，很想马上组织一批学生来进行科技创新工程的研究。但此

时学校已经放暑假，学生都有自己的安排，没能如愿。

2004年9月，好不容易等到学生开学。心中的这股强烈的冲动虽已有点淡淡地隐退，但至少还驱使

自己马上行动，马上想去组织成立科技创新研究小组。但学生对报名的冷淡却给我泼了盆冷水，也许受

高考指挥棒和学校管理的影响，学生对科技创新的研究根本没有我这么高的热情。特别是自己教的高二,

学生间的学习竞争非常剧烈，他们的学习压力也很大。他们要参加杭州市的统一测试，要参加浙江省的

高中会考，局部学生还要参加浙江大学的选拔考试。所以高二的学生枳极性并不高。

2004年10月，在高二学生无望的情况下，利用自己在分管高一的工作之便，成立了科技创新研究

小组。小组成立后，利用几个中午的时间对他们进行了发动和研究前的技术指导。

2004年II月，研究小组开始讨论研究的课题。由于有前面的辅导铺垫，小组马上确立了一个研究

课题《中学生早餐情况调查与分析》。确定此课题时，我们考虑较多的是可行性，实验室的现有条件能

否提供支持。但在研究中，我们发现这个选题虽然能对中学生及有关部门提出创设性的建议，但由于诸

多原因，根本上不能改变现状。同时我们也发现这个选题理然合科学，内容、方法和材料使用都止确；

也有价值，特别对中学生有指导作用，学生研究后也有收获；也可操作，学生能自己设计并完成；也保

平安，不会伤害学生，不会破坏环境。但此课题创新性不够，国内已有相关研究，我们的内容、思路、

方法上都没有创新。最后我们不得不放弃了此课题。

2004年12月，我们又确立了另一个课题《杭州市区行道树的现状与对策》。我们的思路是：11)杭

州作为一个国家级的风景旅游城市，行道树是美化市容的一个重要环节，杭州市民及外地游客对现状满

怠吗？(2)仃道树除美化外，还有吸尘、杀菌、减少环境污染等作用，现在的行道树叫行屿？(3J有

关部门在行道树的管理上做了哪些工作？到位吗？(4)杭州市区的行道树在品种、布置、管理上有哪

些需要改进的地方？当我们把该选题提交专家审议时，专家的意见是：提交的立项是有关环境保护的课

题，具有实践意义。但根据你们提交的几点问题，应该说是一项调研性课题，还是不能充分的锻炼和培

养学生设计课题内容和动手的能力。建议从培养学生掌握实验技术，设计课题内容的技术路线、方案上

再重新方案一下。最后我们又放弃了。

2005年3月，我们乂确立了一个课题《水胡芦的利用与开发》。我们的研究思路是：水砺芦，近年

来被视作是一种“毒草”，被视为一种污染环境的有害生物，困扰着我国绝大多数的南方城市。人们为

如何消除它的危害而伤透了脑筋。怎样积极利用与开发水葫芦是我们研究的主要目的。我们采用调查与

实验的方法，对水葫芦的利用价值、利用现状、利用的方法和途径、开发前景进行了研究，提出了自己

的建设性意见。实验方法：(1)鉴定水葫芦中糖类、脂肪、蛋白质的成分，探讨水葫芦能否食用或作为

饲料。(2)通过设计一系列对照实验，探讨水葫芦对N、P、重金属等有吸收作用，从而可用于治理污

水等。辛勤的耕耘终十得到/回报，我们通过了此课题。

漫长地探索，让我们体验了煎熬的痛苦。课题的通过，又让我们尝到了胜利的喜悦。我们知道通过

选题仅仅是第一步，接下来的开题报告，我们在取得成功的背后，也是一个不断探索和完善的过程，而

且后面还有课题开展与研究，我们知道后面的路还很长，但我们坚信，只要我们努力地坚持:，耕耘总会

有收获的。

关于氯酸钾催化分斛催化剂的研究性学习

课题组成员：王冰青戴逸明

指导教师，周红军

实验目的：

在学习和实验中，我们发现实验室制取氧,工提到或用到的催化剂大多都是二氧化锌。作为催化剂，

最重要的是能做到平稳、平安、快速，另外还要考虑经济方面的因素、那么二氧化钵作为催化剂有哪些

优点？除了二氧化锦，哪些物质还可以替代它作为催化剂和氯酸钾反响并能很快制备氧气？哪种物质的

催化效果做好，且本钱较低？同一种催化剂，与反响物以什么样的比例混合催化效果最好？为了答匆:这

些疑问，我们进行了一系列的实验，并通过分析比拟的方法来找出问题的答案。

实验一：催化剂的选取

1.实验器材：

酒精灯、铁架台、试管、单孔塞、导气管假设干、胶管假设干、500ml量筒、水槽、秒表、托盘天

平

2.实验药品：

KCIO3、Mnd、CuO、FeMALO；),黄泥土

3.实验步骤：

(1)如图连接装置，并检查装置气密性

(2)在试管中参加KClOBg,第一个试管不加催化剂，其他的试管分别参加MnO?、CuO.Fe203.Al203.

CrA＞黄沙各0.5g

(3)加热，记录反响开始的时间，并从反响开始起每10秒记录一次排出气体的体积(以气泡均匀

连续冒出为反响开始的标志)

(4)整理数据，画出表格和图象

图1不同种类催化剂相同配比催化效果比照

表1不同种类催化剂相同配比催化效果比照

开始反

10s后20s后30s后40s后50s后60sJa

催化剂响时间现象

(8)(mL)(mL)(mL)(mL)(mL)(mL)

无

MnO22150

CuO595912161921熔化、无异味

FezOj517203457熔化、有少量异味

AI2O337141520262934几乎不熔化，无异味

Cr2O344134070熔化、有强烈异味

黄沙5147II162534熔化并顺试管流下，无异味

4.数据分析:

从图像和表格中，我们不难看出，在催化剂与氯酸钾的质量比相同时，MnCh、Fe2O3.CnCh的催化

效率较高，但CrzQa催化时放出大量刺激性气味气体，查资料知此气体是氯气，制得的氧气不纯，故不

考虑。Fez。,催化时氯酸钾会熔化，可能使试管破裂，不平安。而CuO、AI2O3、黄沙催化效率太低。

故应选用MnO2,因此我们决定用MnO?做接下来的实验。

实验二：催化剂的用量

1.实验器材：

酒精灯、铁架台、试管、单孔塞、双孔塞、等气管、胶管、500ml量筒、500ml洗气瓶、秒表、托

盘天平

2.实验药品：

KCIO3、MnO2

3.实验步骤：

如图安装好仪渊，向水槽中加满水，检查装置气密性。取氯酸钾10g,分成5等份，分别装入准备好

的试管当中。在试管当中分别参加0.05g、0.1g、0.2g、0.5g、1.0g的二氧化锌，记录气泡均匀连续冒

出时所用的时间及此后每10秒气体的体积,并记录制取200mL气体所需时间。

4.整理数据.画出表格和图象

表2同种催化剂不同配比催化效果比照

200mL

开始反10s后20s后30s后40s后50s后

质量比例响时间耗时现象

(s)(ml)(ml)(ml)(ml)(ml)

(s)

3.05g1:40271050576576197熔化，无异味

0.1g1:20313567778793177局部熔化，无异味

0.2g1:10234670879811099

0.41:5203465798995116

0.5g1:4211520345776131熔化，有少量异味

0.72:7191934566783145

1g1:2202151616975170

该图以制取200mL氧气所需时间为纵坐标，催化剂与氯酸钾的配比［顺序同上)为横坐标。

图2同种催化剂不同配比催化效果比照

5.数据分析：

从图像和表格中，我们发现：反响速率与二氧化钵的质量并不是一个简单的止比例关系＜当二氧化

辕与氯酸钾的质量比为1：2时，反响最为剧烈，得到20()亳升氧气所需时间也最短。随着催化剂的增加,

产气速率逐渐减缓。考虑到反响速率以及反响的可控制性，当二氧化锦与氯酸钾的质量比为:：4到1：5

这个范围中时，反响速率适中且平稳，是最正确配比。根据我们查阅化学实验手册，我们所得的实验结

论与文献记载根本吻合。

实际问题：催化剂的价格

通过查找资料，我们得到以下数据:

催化剂单价(元7kg)

MnOz96

CuO88

FeaO328

AI2O349

292

黄沙可自备

可见，对于经济条件不好的地区，可以选用价格廉价且催化效果较好的氧化铁作催化剂。

结论：

在氯酸钾催化分解的实验中，最正确催化剂是二氧化锌，最正确配比在1：4到1：5之间，如果条

件不允许，可以用氧化铁代替二氧化钵。

感想：

通过本次研究性学习，我们锻炼了独立思考、勇于创新的能力，懂得了实践出真知的道理。只有勤

奋钻研、不畏艰辛，才能有收获。

参考文献：

［1］闵凡新，付立海，于建军，李香梅《实验室制备氢气催化剂的选用及用量探讨》

［2］朱炜，刘志敏《对加热氯酸钾制氧气实脸中催化剂的研究》

丹俄避肱破究的2得多体金

研究性学习是指学生在教师的指导下，从自然、社会和学生自身生活中选择和确定研究专题，以类

似科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。研究性学习课程是教育部《全

日制普通高级中学课程方案》中综合实践活动课的重要组成局部。学科教学中落实研究性学习，是提高

教育教学质量的关键。笔者在化学教学过程中，采用“以实验为载体、以课堂为阵地、开展专题研究”

的教学策略，组织学生开展研究性学习，收到较好的效果。下面谈谈实施的做法和体会。

一、确定教学策略的依据

化学是一门实验为根底的学科，化学知识的探究与发现通常是以实验研究为手段的。同样的，学生

在中学阶段习得化学知识，通常也是在化学实验的帮助下进行的，这就决定了化学实验在教学中的地位。

同时由于实验研究（探究）过程将用到科学研究方法和学科思想，很好地展示知识的发生开展过程和科

学研究过程；而且实验具有现象直观性、趣味性和和实验内涵的探究性等特点，可以激发学生学习和探

究的兴趣。这就为开展研究性学习奠定坚实的根底。

针对目前的班级授课制、高中学生的学习任务重、知识根底能力水平较低、学习精力和时间有限、

研究性学习经验贫乏、社会［或社区）以及家长的参与支持程度不高甚至不太支持等种种现状，开展大

规模、大课题、长时间的、以一些现实问题为背景的化学研究性学习还存在相当大的困难。这就决定了

开展研究性学习必须以课堂为主阵地、以小专题为研究对象。

基于上述两点认识，笔者采用了“以实验为载体、以课堂为阵地、开展专题研究”的教学策略。希

望通过教师的指导、参与和帮助下，以化学课堂为主要阵地、结合教学内容确立.适当的研究小专题、借

助实验探究这一形式，确保研究性学习在化学教学中得以持续深入的开展。

二、小专题研究性学习在化学课堂中的实施

研究性学习的一般操作程序和流程为：

结合拟定的“以实验为载体、以课堂为阵地、开展专题研究”的教学策略，在化学课堂中实施研究

性学习具体可以分为以下五个步骤：

1、问题提出：教师结合教学内容，由教师提出问题或者引导学生提出在学习中遇到的问题，确立

课题研究方向或题目，这是开展研究性学习的前提。当然提出的问题或制订的题目必须是有探究价值。

〔有没有探究价值的标准是能否激发学生的研究兴趣、学生能否应用已经有的知识和条件通过充分的思

维和实验、并在课堂规定的时间内完成或根本能够完成、对训练学生科学方法和探究意识是否起到重要

的作用。）

2、问题论证：对该问题出现的可能原因进行猜测，并与其他同学交流和探讨，从而理清问题解决

的初步思路，这是开展研究性学习的根底。

3、拟订实验方案：设计实验方案是开展研究性学习最关键的一步。方案设计的优劣决定研究方向

和解决问题能否成功。基于研究是以实验为手段，因此应该从以卜几个方面去考虑：1）实验中用到什

么原理；2）可能存在那些实验方案；3）实验过程中的实验条件需要如何控制；4