勤探究抓變質(zhì)兇手，出奇招“?！笔胰芤?/h1>
2019-08-13 09:11:00陽坤志
中學(xué)生數(shù)理化·教與學(xué) 2019年7期
陽坤志
摘要：實(shí)驗(yàn)中，最令人頭痛的是實(shí)驗(yàn)材料的變質(zhì).一次偶然的機(jī)會我發(fā)現(xiàn)石灰水變質(zhì)的問題.為了減少石灰水（氫氧化鈣溶液）等試液變質(zhì)，大家各出奇招.本次探究，我親手實(shí)踐，粗略計(jì)算，簡易取材，最終通過采用油層成功“保衛(wèi)”了石灰水.
關(guān)鍵詞：親手實(shí)踐 粗略計(jì)算 低消耗 高效率
為了讓我們對各種反應(yīng)現(xiàn)象有所了解，老師準(zhǔn)備了一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，并讓我去幫忙拿石灰水.實(shí)驗(yàn)桌上的石灰水有些渾濁，我想到了老師上課寫的化學(xué)方程式，是石灰水和空氣中的二氧化碳反應(yīng)了嗎？查了書本后，我了解到空氣中的二氧化碳含量只有0.04%，石灰溶解度僅為0.15左右，且反應(yīng)消耗的二氧化碳和石灰質(zhì)量比是44∶100，所以我決定設(shè)計(jì)一個方案來“保衛(wèi)”石灰水.
一、準(zhǔn)備工作
探究如何保衛(wèi)石灰水之前，我需要首先計(jì)算出石灰水變質(zhì)所需空氣體積.于是我首先進(jìn)行了第一次嘗試實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)材料：海苔包裝中的干燥劑（浸水）、吸管足量、打氣筒一只.
實(shí)驗(yàn)過程：將石灰輕輕放入水中用筷子攪拌后用打氣筒打了數(shù)十下，石灰水沒有變渾濁.經(jīng)思考后，猜測是石灰水濃度不夠.向石灰水里用吸管吹氣，石灰水依然沒有渾濁.
反思：查資料后了解到石灰水要靜置一晚.第二天，我的同學(xué)告訴我，他昨天做這個實(shí)驗(yàn)，成功了，但是卻用打氣筒打了很久.但是，實(shí)驗(yàn)室里的渾濁石灰水怎么解釋，真的需要這么多空氣嗎？思考良久，我上網(wǎng)看視頻，突然發(fā)現(xiàn)，將純二氧化碳?xì)怏w通入水中時，由于氣體在水中快速上升，無法完全被吸收，導(dǎo)致效果變差.空氣也是這樣，在細(xì)口瓶里，空氣中的二氧化碳得以和石灰水完全反應(yīng)，但是打氣筒打進(jìn)的空氣中，二氧化碳無法和空氣充分反應(yīng).要想充分反應(yīng)，又想加快速度，我想到了增加接觸面積.于是，我有設(shè)計(jì)了另一套試驗(yàn)方案.
實(shí)驗(yàn)材料：石灰水（足量）、吸管足量、一只250毫升透明飲料瓶、2只小玻璃杯.
實(shí)驗(yàn)過程：我先用嘴吹氣檢驗(yàn)出石灰水質(zhì)量合格，再將少量石灰水裝入飲料瓶，蓋緊瓶蓋，搖晃并使液體與空氣接觸面積盡量增大.通過擠壓、放松軟塑料瓶換氣.最后再將實(shí)驗(yàn)組和對照組各倒入玻璃杯觀察.搖晃三次，溶液便變渾濁了，再取等量溶液，繼續(xù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)搖晃兩至三次即可變渾濁.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：除去溶液體積和換氣的不均勻性，大約每次消耗200毫升空氣，按平均算，僅僅只要和500毫升左右的空氣反應(yīng)，即可使50毫升左右的石灰水完全變渾濁.可知，如果開蓋次數(shù)太多，極易使石灰水渾濁.
二、籌劃保衛(wèi)計(jì)劃
經(jīng)過一番實(shí)驗(yàn)后，“安保”意識得到了強(qiáng)化，靈感如雨后春筍般冒了出來.一開始，我想到了我以前存放鐵粉的辦法，將鐵粉和硅膠干燥劑存放在一起，硅膠干燥劑吸收水分保證鐵粉不生銹，要用鐵粉時再用電磁鐵將它吸出來.同理，是不是存放石灰水是也可以用同樣的方法呢？目前已知吸收二氧化碳能力最強(qiáng)的是氫氧化鈉溶液，本來是很好的一種原料，但是由于密度比石灰水大，無法真正達(dá)到保護(hù)作用.過氧化鈉又是固體，極其不便.于是，我又陷入困境之中.
在整整過了三天之后，一個陽光明媚的周末，幸運(yùn)之神終于眷顧我了，課時集訓(xùn)上的一項(xiàng)作業(yè)指出了用油層隔絕空氣的辦法.我欣喜若狂，趕緊回家試了試，小心地將油倒進(jìn)溶液中，制成不透氣的油膜.靜置……一星期……兩星期……實(shí)驗(yàn)成功！
但是，還有另一個問題急需解決，怎么從油層下取出石灰水呢？聯(lián)想起我之前做的一個虹吸現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，把一根吸管插入水中并裝滿水，將取水處略低于吸水處.神奇的現(xiàn)象發(fā)生了，雖然吸管頂端高于吸水端，但是水依舊從下運(yùn)到上，再到下面.因?yàn)榇髿鈮旱淖饔?，后端水柱重力大于前端，?dǎo)致前端水柱被“拖拽”.利用虹吸效果，可以將油層下端的石灰水溶液取出，且可以一次性取很多.
如果每次需要取大量石灰水，最好用傳統(tǒng)的木塞，如果每次只需取少量石灰水，最好用油層.
三、收獲與反思
生活中總是存在設(shè)計(jì)的弊端，我們不能只是容忍這種弊端，而應(yīng)要求把誤差減到最小，舒適度提到最高，所以我們應(yīng)當(dāng)觀察生活中平凡的細(xì)節(jié)，從細(xì)節(jié)發(fā)現(xiàn)真理，發(fā)現(xiàn)疑問.
這樣不僅能積極開動腦筋，發(fā)揮拓展思維，也能深度消化知識，把書讀透、讀厚，提高計(jì)算能力和知識素養(yǎng).
陽坤志
摘要：實(shí)驗(yàn)中，最令人頭痛的是實(shí)驗(yàn)材料的變質(zhì).一次偶然的機(jī)會我發(fā)現(xiàn)石灰水變質(zhì)的問題.為了減少石灰水（氫氧化鈣溶液）等試液變質(zhì)，大家各出奇招.本次探究，我親手實(shí)踐，粗略計(jì)算，簡易取材，最終通過采用油層成功“保衛(wèi)”了石灰水.
關(guān)鍵詞：親手實(shí)踐 粗略計(jì)算 低消耗 高效率
為了讓我們對各種反應(yīng)現(xiàn)象有所了解，老師準(zhǔn)備了一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，并讓我去幫忙拿石灰水.實(shí)驗(yàn)桌上的石灰水有些渾濁，我想到了老師上課寫的化學(xué)方程式，是石灰水和空氣中的二氧化碳反應(yīng)了嗎？查了書本后，我了解到空氣中的二氧化碳含量只有0.04%，石灰溶解度僅為0.15左右，且反應(yīng)消耗的二氧化碳和石灰質(zhì)量比是44∶100，所以我決定設(shè)計(jì)一個方案來“保衛(wèi)”石灰水.
一、準(zhǔn)備工作
探究如何保衛(wèi)石灰水之前，我需要首先計(jì)算出石灰水變質(zhì)所需空氣體積.于是我首先進(jìn)行了第一次嘗試實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)材料：海苔包裝中的干燥劑（浸水）、吸管足量、打氣筒一只.
實(shí)驗(yàn)過程：將石灰輕輕放入水中用筷子攪拌后用打氣筒打了數(shù)十下，石灰水沒有變渾濁.經(jīng)思考后，猜測是石灰水濃度不夠.向石灰水里用吸管吹氣，石灰水依然沒有渾濁.
反思：查資料后了解到石灰水要靜置一晚.第二天，我的同學(xué)告訴我，他昨天做這個實(shí)驗(yàn)，成功了，但是卻用打氣筒打了很久.但是，實(shí)驗(yàn)室里的渾濁石灰水怎么解釋，真的需要這么多空氣嗎？思考良久，我上網(wǎng)看視頻，突然發(fā)現(xiàn)，將純二氧化碳?xì)怏w通入水中時，由于氣體在水中快速上升，無法完全被吸收，導(dǎo)致效果變差.空氣也是這樣，在細(xì)口瓶里，空氣中的二氧化碳得以和石灰水完全反應(yīng)，但是打氣筒打進(jìn)的空氣中，二氧化碳無法和空氣充分反應(yīng).要想充分反應(yīng)，又想加快速度，我想到了增加接觸面積.于是，我有設(shè)計(jì)了另一套試驗(yàn)方案.
實(shí)驗(yàn)材料：石灰水（足量）、吸管足量、一只250毫升透明飲料瓶、2只小玻璃杯.
實(shí)驗(yàn)過程：我先用嘴吹氣檢驗(yàn)出石灰水質(zhì)量合格，再將少量石灰水裝入飲料瓶，蓋緊瓶蓋，搖晃并使液體與空氣接觸面積盡量增大.通過擠壓、放松軟塑料瓶換氣.最后再將實(shí)驗(yàn)組和對照組各倒入玻璃杯觀察.搖晃三次，溶液便變渾濁了，再取等量溶液，繼續(xù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)搖晃兩至三次即可變渾濁.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：除去溶液體積和換氣的不均勻性，大約每次消耗200毫升空氣，按平均算，僅僅只要和500毫升左右的空氣反應(yīng)，即可使50毫升左右的石灰水完全變渾濁.可知，如果開蓋次數(shù)太多，極易使石灰水渾濁.
二、籌劃保衛(wèi)計(jì)劃
經(jīng)過一番實(shí)驗(yàn)后，“安保”意識得到了強(qiáng)化，靈感如雨后春筍般冒了出來.一開始，我想到了我以前存放鐵粉的辦法，將鐵粉和硅膠干燥劑存放在一起，硅膠干燥劑吸收水分保證鐵粉不生銹，要用鐵粉時再用電磁鐵將它吸出來.同理，是不是存放石灰水是也可以用同樣的方法呢？目前已知吸收二氧化碳能力最強(qiáng)的是氫氧化鈉溶液，本來是很好的一種原料，但是由于密度比石灰水大，無法真正達(dá)到保護(hù)作用.過氧化鈉又是固體，極其不便.于是，我又陷入困境之中.
在整整過了三天之后，一個陽光明媚的周末，幸運(yùn)之神終于眷顧我了，課時集訓(xùn)上的一項(xiàng)作業(yè)指出了用油層隔絕空氣的辦法.我欣喜若狂，趕緊回家試了試，小心地將油倒進(jìn)溶液中，制成不透氣的油膜.靜置……一星期……兩星期……實(shí)驗(yàn)成功！
但是，還有另一個問題急需解決，怎么從油層下取出石灰水呢？聯(lián)想起我之前做的一個虹吸現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，把一根吸管插入水中并裝滿水，將取水處略低于吸水處.神奇的現(xiàn)象發(fā)生了，雖然吸管頂端高于吸水端，但是水依舊從下運(yùn)到上，再到下面.因?yàn)榇髿鈮旱淖饔?，后端水柱重力大于前端，?dǎo)致前端水柱被“拖拽”.利用虹吸效果，可以將油層下端的石灰水溶液取出，且可以一次性取很多.
如果每次需要取大量石灰水，最好用傳統(tǒng)的木塞，如果每次只需取少量石灰水，最好用油層.
三、收獲與反思
生活中總是存在設(shè)計(jì)的弊端，我們不能只是容忍這種弊端，而應(yīng)要求把誤差減到最小，舒適度提到最高，所以我們應(yīng)當(dāng)觀察生活中平凡的細(xì)節(jié)，從細(xì)節(jié)發(fā)現(xiàn)真理，發(fā)現(xiàn)疑問.
這樣不僅能積極開動腦筋，發(fā)揮拓展思維，也能深度消化知識，把書讀透、讀厚，提高計(jì)算能力和知識素養(yǎng).
