书城教材教辅校园科普类活动指导手册
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第17章 学生小试验小制作指导(3)

因为卫生球稍重些,所以通常没入水底。小苏打和醋作用产生出二氧化碳气体,在水中形成许多小气泡,附着在卫生球表面时就使卫生球升到水面,这时一部分气泡破裂了,于是卫生球又往下沉,直到附着上足够的气泡才会重新升起来。

听话的火柴

在一只脸盆里倒上水,在水面上放几根火柴或小木片,拿一块糖接触水面中心,有趣的现象就发生了:糖块附近的火柴或小木片立刻聚集到糖的周围。如果拿块肥皂接触水面中心,火柴就会立刻向四周散开。

这是因为糖溶于水后,水的表面张力突然增大,于是火柴便向着表面张力大的方向移动;当肥皂溶于水后,这部分肥皂水的表面张力突然减小,于是就出现了相反的情况。

水上的浮字

这是一项小的表演项目,在一个白色水盆里能浮起各种毛笔字。

本实验需要的材料和工具:白色脸盆、清水、毛笔、墨汁、竹板、大葱。

制作方法如下:准备一块竹板,把竹皮表面打磨光洁,把大葱撕开,用葱白有葱汁的部分在竹板的光洁面来回擦几次,将葱汁涂在竹板表面,稍干后用毛笔蘸浓墨汁在涂有葱汁的竹板处写字,写什么字都可以,稍干一会儿以后,把竹板平按入水中,按竹板时慢些,不要带起水波纹,然后慢慢地把竹板从中斜向抽出来,黑字便一一漂浮在水面上,不散不乱。

之所以如此,是因为葱有黏性,在竹板上形成一层薄膜,能托住毛笔字浮在水面上。

在水面绘画

利用水面的浮力可以画出“抽象派”画面。下面我们来做这个实验。

材料和工具有:水盆、清水、浓墨汁、毛笔、小木棍、白纸。

制作方法如下:将水盆盛满清水,平放在桌上,用毛笔蘸浓墨汁滴在水面上,用小木棍将墨滴推开,让墨滴散乱成不规则的乱云形花纹,取一张白纸平放在水面上,再轻轻提出纸张,水面上的花纹画面就会翻印到纸上,晾干印好的纸张,再精心剪裁一下四边,就能出现类似山脉、云层等“抽象”画面。

之所以如此,是因为水面平时总会有一层肉眼看不到的表面油脂,它可以把墨迹托起来,形成水平面印刷版,如果用油漆倒在水面上搅拌还可以在木板上印出假大理石花纹来。

除墨迹方法

如果你不小心将红、蓝墨水,红、蓝色圆珠笔油或盖图章用的红、蓝色印油沾在衣服上,是很难用肥皂或洗衣粉洗净的。这时可以用酸性高锰酸钾溶液除去这一类污迹。

高锰酸钾是家庭中常用的消毒剂,很容易从药店里买到。用时须把它配成0.1M,质量百分浓度约为2%的溶液,还要在溶液里加硫酸,这样便配成了高锰酸钾溶液,即每10毫升高锰酸钾溶液加几滴浓硫酸。然后把酸性高锰酸钾溶液滴在污迹处,红、蓝墨水等污迹就会消失。

为什么高锰酸钾溶液能褪色呢?因为红、蓝墨水,印油和圆珠笔油都是用染料配成的,而红、蓝色染料都是有机化合物,容易被高锰酸钾氧化,变成无色的物质。

在红、蓝墨水等污迹消失以后,上面会留下过剩的高锰酸钾溶液,它是紫色的。如果不把它除掉,则会在衣服上造成新的污迹。除去高锰酸钾的办法是在上面滴几滴3%过氧化氢溶液,也可用医用的双氧水,它具有还原性,能把紫色的高锰酸钾还原为无色的硫酸锰。

最后,在衣服上的污迹被除去以后,还要用清水把衣服洗一下,以除去衣服上残留的化学药品。

引“蛇”出洞

看到过蛇出洞的人想必是很少的。一般人遇见蛇总有几分惧怕,胆小的人更会心惊胆战,谁还敢专门等在洞口,去引蛇出洞呢!

不过,我们倒可以让你看一看“蛇”是怎样从洞里钻出来的,并且保证这条“蛇”不会伤害你。

把7克糖、7克重铬酸钾和3.5克硝酸钾分别磨成很细的粉末。注意,一定要分开磨!细心地把它们混合均匀,并用一张锡纸将混合物包成一个小包,包不宜不太,也不要把混合物包得太紧。如果没有锡纸,则可以用聚乙烯塑料薄膜,即市售的薄膜食品袋代替。

然后将装好混合物的纸包或薄膜包,放进一个用硬纸板卷成的纸筒内。筒要稍微大一些,使装混合物的纸包能在里面自由移动。

把纸筒放在水泥地上,将纸筒的一头点着,等到里面的锡纸包(或薄膜包)烧着后,你就会看到一条“蛇”慢慢地从洞内扭曲着爬出来。最后在地面上会躺着一条形象逼真的半尺长的死“蛇”。

水果催熟

有什么办法使生水果变熟呢?下面介绍一个催熟水果的实验。

先制取一瓶乙烯气体。取一支圆底烧瓶,注入5毫升浓度为96%的酒精,然后慢慢加入10毫升浓硫酸。注意,一定再将浓硫酸加入乙醇中,以免发生危险。配一个带弯曲导管和一支实验用温度计的橡皮塞。将烧瓶固定好待用。

再找一个带螺扣盖的广口瓶(最好用装果酱用的铁盖玻璃瓶),装满水,倒入在水盆中,选一个刚放进瓶子里的绿色小苹果,或青西红柿。

准备好后,便可以进行实验了。

点燃酒精灯,给圆底烧瓶加热。注意:温度一定要控制在160℃。将导管放进装满水的瓶中,用排水取气法制取一瓶乙烯气体。

取出瓶,将选好的苹果放进瓶中,将盖子盖好,拧紧,放到不见光的地方。几个小时后,苹果原来的颜色消失,生水果就完全熟透了。

这是什么道理呢?因为乙烯有一种特殊的性质:它具有促使值物的果实早熟的催熟着色的本领;还具有使动物昏迷、植物“睡觉”的麻醉能力。

人们常常利用乙烯的这个特性,把快要成熟的水果摘下来,运到目的地,在乙烯气体中放置几天,使水果成熟。这样可以大大减少运输中的损失。乙烯也可以使大量的橡胶乳流出,提高橡胶的产量。

鉴定淀粉

从家用药箱中拿出一小瓶碘酒,或者到外面药房里去买它一瓶。

将一茶匙的面粉倒在半杯热水里面搅匀。再用茶匙盛一两滴碘酒倒入杯内,杯中的液体马上变成深蓝色。

你刚才做的这个实验,实际上是就是化学家用来检查某种物质里面里否含有淀粉的方法。许多植物都含有淀粉。淀粉的分子是由碳、氢、氧三种原子组成的。糖也是由这三种原子组成,不过组合方式不同,所以才使得糖和淀粉大不相同。

只是碘一碰上含淀粉的东西,这种东西就变成蓝色。上面的实验证明面粉里面含有淀粉。

用一小滴碘酒滴到一小片马铃薯、一条通心粉、苹果、麦片或者糖上面,看看它们中间哪几种里面含有淀粉。

化学烟圈

找一只马粪纸做的鞋盒,在盒的前侧开一个圆孔,可用打孔来钻孔,孔的直径大小以5~10毫米为宜。如果自制纸盒,大小以300×150×150(毫米)为宜,并要注意使纸盒密闭。

打开盒盖,在盒内放两只培养皿(或小烧杯),一只培养皿内加10毫升浓盐酸,一只培养皿内加10毫升浓氨水,盖上盒者,盒内立即产生浓厚的白烟。这其实是盐酸与氨水发生反应产生了氯化铵(NH4CL)烟雾。

这时,你只要轻轻地拍打一下盒盖,一个白色的烟圈就会从圆孔中射出,和真的烟圈几乎没有什么两样。

碘酒变色

在皮肤肿处涂上碘酒,开始是深紫色的,可是过了几天颜色就会全部消失了。碘酒的颜色哪里去了呢?

若想知道碘酒颜色的去向,让我们先做一个实验吧。

找一个装药片的小玻璃管,洗净后烘干。取高粱米粒大的碘放进小管底部,用镊子夹住放在火焰上加热。当出现紫色的气体后,将一干净的小玻璃片放在管口上,停止加热。

这时就会发现,这种气体遇冷后并没有变为液体,在玻璃片上凝结成一堆暗黑色的、有光泽的晶体。这证明碘具有升华的性质。了解了碘的这种性质,我们就会明白,涂在皮肤上的碘酒颜色的消失,是由于碘酒里的碘在体温的作用下,逐渐升华的缘故。

碘是法国化学家古尔多瓦在1811年的一次实验里,把硫酸倒在海草灰制备的碳酸钠中发现的。当时古尔多瓦没有确认这种物质是什么,后来在他朋友的帮助下,才弄清这种物质就是我们今天做碘酒用的碘。

燃烧的冰块

做这个实验前,自己可以先制一块冰。特别是在夏天不好找冰的情况下,更为需要。

找一个装香脂的小铁盒洗干净,盛半盒水。再买两只冰棍,把冰棍敲碎后,和二汤匙洗涤盐混和,放在一只饭碗中。把香脂盒放在里面,然后用蘸湿的毛巾盖住饭碗,过约15~20分钟后,铁盒里的水便结成冰了。

把冰取出后,就可进行实验了。

取一小块电石(碳化钙),放在冰块上。然后擦着一根火柴,往冰和电石接触的部位一点,片刻就着起火来,而且越烧越旺,就像冰着了火一样。但当电石消耗完以后,火焰也就渐渐地消失了。

冰块和电石放在一起能够着火,主要是因为电石和水能发生激烈的反应,放出一种可燃性气体——乙炔(电石气)。

当我们用点燃的火柴接近冰块时,使冰块发生微融,产生少量的水。水和电石发生化学反应,生成乙炔气。乙炔通火开始燃烧。乙炔燃烧后,产生的热量进一步使冰融化。水又和电石发生作用,不断的生成越来越多的乙炔气,火焰就逐渐地旺起来,直到电石作用完结为止。

电石和水作用,是制取乙炔气的一种方法。

汽水的气体

把一大汤匙的醋和发酵粉倒在一玻璃杯的水中,再放三粒樟脑丸进去,在樟脑丸上即刻出现许多二氧化碳的小气泡,这些小气泡好像一个个浮筒,把樟脑丸浮起在水面上。

气泡破后,樟脑丸下沉,再出现气泡,樟脑丸又浮上来。这种时而浮起时而下沉的情况可以持续好几个小时,直到这种化学运作完结为止。

请注意有些泡始终不破,但是这些气泡往往出现在粗糙的樟脑丸表面上。

这些气泡好像汽水里产生的气泡。我们喝的汽水就是把配有糖和香料的水加入二氧化碳的气体制成的。这种气体实际上已溶在水里。

打开汽水瓶塞,冒上来的小气泡就是二氧化碳。这些气泡使汽水产生一种碳酸气的味道。

烛焰显字

把钢笔在醋里面蘸一下,再在一张厚厚的白纸上写上几个字。要多蘸几次,使字的笔画粗重。醋很快就干了,而且不留一点痕迹。

点一支蜡烛放在水槽里,因为这样会使实验安全妥当。放好蜡烛以后,就把这张用醋写了字的纸放在烛箱上大约2.5厘米高的地方烘烤,注意要把纸片不停地移动,不能只烤一点,否则纸容易着火。这样过了不久,你就会看到纸片上颜色焦黄的字迹。

你用醋在纸上写字的地方,醋与纸发生化学变化,形成了一种化合物。这种化合物比纸上没有写字的地方更易燃烧,纸在烛焰上烤的时候,写上字的地方就先被烤焦。用柠檬汁、葡萄汁或者牛奶汁写字,结果也会同醋写的一样。

自制农药

现在,不少人喜欢在自己的庭园里或者花盆里栽种花草树木,以美化我们的环境。但是,有时候树上会长虫,把我们辛辛苦苦的劳动成果毁坏了。你不妨在家里自制一点农药来防治这种病虫害。制法简单,价钱便宜,又不需要特殊仪器的农药,要算钙硫合剂了。

下面介绍钙硫合剂的做法:

在烧杯或搪瓷杯等其他容器中加28克生石灰(CaO),再慢慢加入75毫升水,混合均匀后即变成熟石灰。

然后往烧杯中加56克研细的硫磺粉,用酒精灯加热煮沸一小时,反应过程中应不时搅拌,并补充因蒸发而损失掉的水分。因煮沸时会产生刺激性的气味,所以最好是室外制备钙硫合剂。把它贮存在玻璃瓶内,将瓶盖盖严,放在阴凉处,可以长期使用。

钙硫合剂用水冲稀10倍可以杀灭害虫,用水冲稀40倍时,可以用来杀死花草和树叶上的细菌,使用的时候以喷雾法最好。

用盐除冰

把一粒食盐放在水中,并没有烫的感觉,然而,盐在一定条件下不仅可以产生“热量”,而且还能把雪融化了呢!我们可以作个实验观察一下。

冬末,找一个用过的香脂盒盖,盛上雪后,放在外面(不要拿进室内)。然后,往盒盖里的雪上边均匀地洒上精盐面。过一会儿,盒盖里的雪就融化了(室外气温在零度左右效果更好)。奇怪,为什么没有热感的食盐,反到能把冰冷的雪融化了呢?

这是由于盐和雪的混和物的冰点,远远低于纯水的冰点的缘故。

这们知道,纯水的冰点,在通过情况下为零度,可是食盐饱和溶液的冰点将近零下21℃、雪是水以固态存在的一种形式,当它和食盐混合以后,这种食盐溶液的冰点,就是摄氏度零度而大大低于摄氏零度了,所以雪就融化了。

利用这个原理,在盛夏冰镇食物的冰块上撒一些食盐,冰点就会降低到零下21℃。在工业上,利用这个道理来做专业的冷冻剂。

无火加温

取一支小试管,注入5毫升的温水,放入一支实验用温度计。取一个酒杯,放入10克氢氧化钾,再倒入10毫升清水,然后把盛放温水的小试管放入酒杯中,温度计的水银柱就会很快地上涨。水温可以增加十几度。

10克氢氧化钾和10毫升水混和后,怎么就能使水温升高呢?原来氢氧化钾晶体溶于水时,它的固态分子机械地扩散到水里面以后,立刻和水分子发生水合作用。而这个化学过程是放热的,所以使整个溶液的温度升高了。在热的传导作用下,小试管里的水温也就升高了。