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1、實(shí)驗(yàn)七“葉脈書簽”制作最佳條件的探究探究問題的提出“葉脈書簽的制作”出自人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第十單元《酸和堿》中的一個(gè)家庭趣味小實(shí)驗(yàn),其利用氫氧化鈉具有強(qiáng)腐蝕性的性質(zhì),可腐蝕葉肉中的多糖物質(zhì),留下較堅(jiān)韌的葉脈,從而可制作成美觀的書簽。實(shí)驗(yàn)原理:葉肉中含有大量多糖物質(zhì)(主要是淀粉),其遇到強(qiáng)腐蝕性液體會(huì)發(fā)生腐爛,且經(jīng)過加熱,腐爛的速度會(huì)更快。葉脈的成分主要是纖維,比較堅(jiān)韌,不容易被腐蝕液腐蝕。因此,可以將一些葉片堅(jiān)硬、葉脈堅(jiān)韌的樹葉制成葉脈書簽。(網(wǎng)狀葉脈經(jīng)過染色,再過塑后保存,最后系上絲帶,就成為漂亮的書簽)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),一方面能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力,
2、另一方面也能使學(xué)生對(duì)堿的性質(zhì)有一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí),讓其從中領(lǐng)略化學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味性,激發(fā)其學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。然而,教材中只是給出了簡單的制作方法,按該種方法制作出的書簽并不一定是最好的,例如在制作過程中有可能會(huì)因?yàn)橹谱鲿r(shí)間過長或者所用堿液堿性太強(qiáng)等,導(dǎo)致葉脈被破壞,使得做出來的書簽效果不好。一、問題解決設(shè)想課本中的實(shí)驗(yàn)方法是:選擇外形完整、大小合適、具有網(wǎng)狀葉脈的樹葉;用水將樹葉刷洗干凈,放在約10%的氫氧化鈉溶液中煮沸。當(dāng)葉肉呈黃色后取出樹葉,用水將樹葉上的堿液洗凈;將葉子平鋪在瓷磚或玻璃板上,用試管刷或軟牙刷慢慢刷去葉肉。將剩下的葉脈放在水中輕輕清洗,稍稍
3、晾干后,夾在書中壓平。按該種方法制作出的書簽,往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件控制不當(dāng)而使得制作出來的書簽效果不好。針對(duì)所存在的問題,我們小組通過查閱相關(guān)文獻(xiàn),決定采用控制變量法,分別從浸泡時(shí)間、堿液濃度和不同染料三個(gè)因素進(jìn)行探討,以得出葉脈書簽制作的最佳條件。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)藥品:NaOH固體、Na2CO3固體、雙氧水、各色染料、自來水、不同的葉子(白玉蘭、桂花、塞楝、紫荊)實(shí)驗(yàn)儀器:7托盤天平、燒杯、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子、玻璃片、玻璃棒其他用品:火柴、舊牙刷、紙巾(報(bào)紙)實(shí)驗(yàn)裝置圖:圖1實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)步驟:(1)配制溶液:分別配制三種不同濃度的堿液(
4、質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、15%)a)在200ml燒杯里加入190ml水,再加入約10.0g氫氧化鈉,b)在200ml燒杯里加入180ml水,再加入約20.0g氫氧化鈉,c)在200ml燒杯里加入170ml水,再加入約30.0g氫氧化鈉,均放在石棉網(wǎng)上加熱到沸。(2)加熱:取幾片堅(jiān)韌的樹葉放入上述腐蝕液中連續(xù)煮沸5min(2min/10min),這時(shí)常用玻棒或鑷子輕輕翻動(dòng)。(3)漂洗:當(dāng)葉肉煮爛后,用鑷子取出葉片,放在清水中漂洗。(4)刷洗:當(dāng)葉片上殘留堿液漂洗干凈后取出,把葉片平鋪在實(shí)驗(yàn)桌上,用毛質(zhì)柔軟的舊牙刷輕輕刷掉葉片兩面已爛的葉肉,一邊刷一邊
5、常用小流量的自來水沖洗,直到只留下葉脈。(5)漂白:7將葉脈置于15%的雙氧水稀釋液中漂白30min,然后用清水進(jìn)行漂洗,并在玻璃片上晾干。(6)染色:晾到半干半濕狀時(shí)涂上所需的各種染料,然后放在窗邊等它自然晾干、夾在書中壓平,即制得一片葉脈清晰、色質(zhì)艷麗、美觀實(shí)用的書簽。(7)過塑:實(shí)驗(yàn)完成后拿回打印店進(jìn)行過塑,得到精美書簽。一、實(shí)驗(yàn)過程記錄表1不同堿液濃度對(duì)腐蝕效果的影響(以白玉蘭葉子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),煮沸時(shí)間均為5min)NaOH的濃度項(xiàng)目5%10%15%實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加熱后葉片呈綠色且較硬;堿液變成綠色濁液;漂洗后葉肉不易刷去,仍有少量葉肉殘留;漂白時(shí)產(chǎn)生較
6、多氣泡。加熱后葉片微黃且較軟;堿液變成暗綠色濁液;漂洗后葉肉較易刷去,基本無葉肉殘留;漂白時(shí)產(chǎn)生較少氣泡。加熱后葉片呈黃色且稍爛;堿液變成墨綠色濁液;漂洗后葉肉容易刷去,葉脈稍被腐蝕;漂白時(shí)產(chǎn)生最少氣泡。實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)控制其他條件(如煮沸時(shí)間)不變時(shí),質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%的氫氧化鈉溶液對(duì)葉片的腐蝕效果最好;堿液的濃度太低,葉肉無法完全除去;堿液的濃度過高,雖然葉肉能完全除去,但此時(shí)葉脈已被腐蝕,得到的書簽不夠美觀。圖2用質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、15%的堿液處理后葉片的著色效果對(duì)比7表2不同腐蝕時(shí)間對(duì)制作效果的影響(以白玉蘭葉子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),氫氧化鈉溶液的質(zhì)
7、量分?jǐn)?shù)均為10%)腐蝕時(shí)間t/min項(xiàng)目2510實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加熱后葉片呈綠色且較硬;堿液變成綠色濁液;漂洗后葉肉不易刷去,仍有少量葉肉殘留;漂白時(shí)產(chǎn)生較多氣泡。加熱后葉片微黃且較軟;堿液變成暗綠色濁液;漂洗后葉肉較易刷去,基本無葉肉殘留;漂白時(shí)產(chǎn)生較少氣泡。加熱后葉片微黃稍爛;堿液變成暗綠色濁液;漂洗后葉肉容易刷去,葉脈稍被腐蝕;漂白時(shí)產(chǎn)生最少氣泡。實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)控制其他條件(如堿液濃度)不變時(shí),煮沸時(shí)間為5min時(shí),葉片的腐蝕效果最好;煮沸時(shí)間太短,葉肉還沒完全被腐蝕,無法完全除去;煮沸時(shí)間太長,雖然葉肉能完全除去,但此時(shí)葉脈也被腐蝕,得到的書簽不夠美觀。圖
8、3煮沸時(shí)間分別為2min、5min、10min時(shí)葉片的著色效果對(duì)比表3不同染料對(duì)著色效果的影響