实验七-叶脉书签设计方案(终稿)

制作“叶脉书签”设计方案11化教4班 林小飞 20112401039 陈博殷 20112401073 戴炜珊20112401087一、【选题背景】1、选题缘由本课题选自人教版义务教育课程标准实验教科书化学九年级下册第十单元“酸和碱”中的第一课时“常见的酸和碱”家庭小实验“制作叶脉书签”，是为加强学生对强碱NaOH的腐蚀性的理解而设置的实验。家庭实验最大的优点是就地取材，操作简单易行。实验的成功，还需要有规范的操作方法和步骤。课本中所介绍的实验方法为碱煮法，利用碱的腐蚀性除去叶肉留下叶脉。采用的碱液为氢氧化钠，浓度为10%，当叶片煮至黄色时取出水洗净，刷去叶肉晾干后压平即可。本实验在课本内容基础上探究不同种类树叶、不同种类碱液、不同碱液浓度、不同染色剂对叶脉书签的影响，同时记录制作过程树叶变化，从而探究制作叶脉书签的最佳条件及方法。2、选题意义加强学生对碱腐蚀性的理解；通过对家庭实验步骤的强化，增强了学生的实验规范意识；化学学科与生物学科内容交叉，提升学生对知识综合利用的能力；让学生认识到化学与生活息息相关，体验化学学科趣味性；通过探究不同因素对叶脉书签的影响，学会化学探究性实验设计的一般过程与方法，培养学生的科学探究精神及严谨细致求实的科学素养。3、叶脉书签简介叶脉书签即除去叶片表皮和叶肉组织，只由叶脉做成。书签上可以看到中间一条较粗壮的叶脉称主脉，在主脉上分出许多较小的分支称侧脉；侧脉上又分出更细小的分支称细脉。这样一分再分，最后把整个叶脉系统联成网状结构。把这种网状叶脉染成各种颜色，系上丝带，即成漂亮的叶脉书签了。二、【实验原理】日常生活中，在水池或水沟中常可以看见腐烂的树叶，用水冲去腐烂的叶肉后出现完整而纹路清晰的叶脉，经过冲洗晒干后，可夹在书本中当书签使用。这种叶脉的形成是利用自然界的微生物分解而成，所需时间比较长。本实验利用加热高浓度的碱液来处理新鲜的叶片，利用的是碱的腐蚀性。碱会破坏叶肉细胞表面的细胞膜，因细胞膜主要成分是脂质，碱性的溶液能够将脂质带走请预览后下载！，其实质也就是碱能与酯反应，最终导致细胞膜破裂，从而使叶肉容易被刷去。叶脉（纤维）比较坚韧，不容易被腐蚀，最终保留下来。选择一些叶片坚硬、叶脉坚韧（网状叶脉）的树叶，用氢氧化钠等碱性溶液加热煮沸，可以水解掉叶肉等部分，仅留下网状脉，制成叶脉书签。三、【实验药品和仪器】1、药品：树叶：比较坚硬、网状脉比较明显的叶片，包括白兰树叶、绿化芒树叶、美丽异木棉树叶、紫荆树叶。鸡蛋花树叶；紫色石蕊试剂、甲基橙、品红溶液、NaOH固体、Na2CO3固体、H2SO4溶液2、仪器：电炉、石棉网、烧杯（1000ml）、烧杯(500mL)、天平、镊子、牙刷、试管刷、玻璃板、报纸、滤纸四、【实验具体步骤】1、选材应选择叶脉粗壮丰富、叶质较厚、大小适中、叶面平整、叶脉的树叶。一般以常绿木本植物为佳。如桂花叶、石楠叶、木瓜叶、桉枝叶、茶树叶、白杨树、桂花树、广玉兰等质地较坚韧的叶。2、配液将碱溶解在适量的水中，配制不同浓度、不同种类的碱液。将硫酸溶液配制到所需浓度。注意安全，千万不要将碱液溅到眼睛里。 3、加热将配好的浓碱液放在容器中加热。当加热到液体即将沸腾（80左右） 时候将选好的叶子放入容器里，并不断搅拌。搅拌的目的有两个：防止液体过热沸腾溅出使树叶受热充分。具体加热时间以叶肉容易被刷掉为度，一般在10分钟左右。（如果碱液浓度不大，或者所选的叶子较老则应延长加热时间。）可以过两三分钟取一片子出来观察，直至叶片变成褐色（或叶肉有脱落）即可。4、清洗在自来水水流下冲洗，洗去多余碱液、酸液。5、刷除叶肉将叶片放在玻璃板上，加入一层水，把牙刷打斜（与水平面大约成45度角），顺叶脉轻轻地刷净叶肉，刷时注意：只向一个方向刷（绝对不能来回刷），以免将叶脉刷坏。刷时先从背面开始，刷净背面再刷正面，主叶脉边沿处可用敲出法。刷洗干净后放到滤纸（或报纸）上晾干。如果是老树叶，则在刷洗的过程中，会有两层叶脉出现，这时只要将其中品质稍次的一片去除即可。请预览后下载！补充：冲水去肉法：即将叶片放在纱窗的网孔上，筛网除了可以用纱窗，也可将报废的石棉心网的陶瓷粉敲掉使用，用手指加压水笼头的水柱，利用水最坚硬和最柔弱的特性，将叶肉冲掉，留下被网孔所支撑住的叶脉。这个方法的成功率非常高，亦不用指心浸泡时间太长(易刷破)或太短(刷不掉)的问题6、晾干取出放在阴凉处风干。或者放在废旧书报中吸干。建议夹在书中，这样既可以吸干水分，又可以成型。7、着色漂白后的叶脉是原色， 如果想要亮丽的颜色，可以将风干到6 成的叶脉放在水彩颜料或者甲基橙、酚酞试液等溶液中着色。8、塑封有条件的话，可以将着色后的叶脉进行塑封，同时可以增加一些小装饰品或者留有一些有意境有品位的文字在上面。这样，一幅精美的叶脉书签就完成了。五、【实验装置及预设效果图】 六、【注意事项】1、煮叶子时, 叶柄最好露出液面。叶柄没有露出液面的，一刷叶子， 叶柄和叶脉就破散了，而且煮时不能太用力搅拌叶子。2、煮叶子时间的长短最好看叶子的颜色变化，以及叶肉酥烂状态， 叶子一般呈现出金黄色似秋天的银杏叶时，效果最佳。3、加热时, 烧杯必然搁在石棉网上， 如直接加热，烧杯由于受热不均会引起破碎。如果煮的叶子较多, 可换大烧杯。4、染色前要用吸水纸把叶上的液体吸干， 效果更好。请预览后下载！七、【探究因素提出依据】1、探究不同酸碱液的腐蚀效果制作叶脉书签的传统制作方法是加热强碱溶液处理叶片，利用的是碱的腐蚀性。碱会破坏叶肉细胞表面的细胞膜，因细胞膜主要成分是脂质，碱性的溶液能够将脂质带走，其实质也就是碱能与酯反应，最终导致细胞膜破裂，从而使叶肉容易被刷去。叶脉（纤维）比较坚韧，不容易被腐蚀，最终保留下来。此外，部分文献介绍了用碳酸钠和氢氧化钠混碱做腐蚀液制叶脉书签的方法，也能取得较好效果。分析原因，氢氧化钠作为一种强碱，碱性太强对叶片表皮和叶肉腐蚀的同时，对叶脉也有一定的损伤，易造成叶脉的变软现象。而碳酸钠体系对叶脉的分离作用虽然不大，但碳酸钠和氢氧化钠混合溶液体系有效利用了氢氧化钠的强碱性和碳酸钠溶液中碳酸根离子的水解，既保证了在短时间内实现的叶脉完美分离，又在一定程度上改善了氢氧化钠碱性过强对叶脉的腐蚀。根据之前所学知识，强酸也有一定的腐蚀性，酯也能在酸性条件下水解，与制作叶脉书签常用的碱液有相同的性质，但根据文献并无用酸制作叶脉书签的相关介绍，因此本实验同时探究酸对叶片的腐蚀效果。2、探究不同浓度的NaOH溶液的腐蚀效果查阅相关文献得到氢氧化钠最佳浓度在5%-10%之间，碱液浓度过低时叶肉腐蚀程度不足，树叶的叶肉不容易被刷掉；碱液浓度过高时，叶片可能会卷起来不易分离，且会腐蚀部分叶脉使叶脉变软影响叶脉书签最终效果，同时也会消耗较多氢氧化钠固体不符合绿色化学的观念。故实验过程中设置了5%、10%、15%不同浓度的碱来探究其对叶脉书签制作的影响，以得到最佳浓度。3、探究不同树叶制成的效果本实验所采用的叶子均为新鲜的较为成熟的叶子，形态独特、叶脉清晰、大小适中、叶面平整、纹路丰富，但叶子的质地、坚韧程度有所不同。树叶图片形态描述紫荆树叶中等的紫荆树叶像一个爱心，形态独特漂亮；叶脉凸出，呈淡黄色；叶片柔软，呈翠绿色；表面粗糙，左右对称。请预览后下载！绿化芒树叶绿化芒树叶为披针形，革质，稍尖头；叶脉清晰，中肋粗大在叶背隆起，侧脉羽状；新叶为紫红色，旧叶为墨绿色。鸡蛋花树叶鸡蛋花的叶片，宽披针形，厚纸质；叶脉清晰呈羽状，在近叶缘处连成一边脉；叶片翠绿。叶片硬度介于紫荆与绿化芒之间。白兰树叶白兰树叶叶薄革质；叶片长圆形或披针状椭圆形，渐失或尾状渐尖，基部楔形，两面无毛或下面疏生微柔毛；叶脉清晰呈羽状；叶片碧绿。美丽异木棉树叶美丽异木棉树叶为墨绿色，掌状复叶有小叶5-9片；小叶椭圆形。叶脉清晰，有一定硬度。4、探究不同染色剂的染色效果染色剂类型性状紫色石蕊溶液石蕊性状为蓝紫色粉末，是从植物中提取得到的蓝色色素，能部分地溶于水而显蓝色。中性条件下，石蕊溶液为紫色。品红溶液品红微溶于水，水溶液呈红色。溶于乙醇和酸。用于棉、人造纤维、纸张、皮革的印染，也用于喷漆、墨水等。甲基橙溶液甲基橙稍溶于水而呈黄色，易溶于热水，溶液呈金黄色，几乎不溶于乙醇。主要用做酸碱滴定指示剂，也可用于印染纺织品。请预览后下载！八、【实验记录】1、探究不同碱液的腐蚀效果酸碱液使用的树叶叶片变成褐色的时间长短比较刷除叶肉的难易程度最后效果10%NaOH溶液白兰树叶10% H2SO4溶液7%NaOH与5%Na2CO3混合溶液2、探究不同浓度的NaOH溶液的腐蚀效果碱液使用的树叶叶片变成褐色的时间长短比较刷除叶肉的难易程度最后效果5%NaOH溶液白兰树叶10% NaOH溶液15%NaOH溶液3、探究不同树叶制成的效果树叶碱液叶片变成褐色时间长短比较叶柄和叶脉情况刷除叶肉难易程度最后效果紫荆树叶10% NaOH溶液绿化芒树叶鸡蛋花树叶白兰树叶美丽异木棉树叶4、探究不同染色剂（以10%的氢氧化钠所得树叶）染色剂类型树叶染色时间染色效果紫色石蕊溶液白兰树叶15min品红溶液甲基橙溶液请预览后下载！九、【参考文献】1互动百科. 叶脉书签EB/OL. 2房伟.桂花叶片在几种典型碱性溶液中的叶脉分离J.数理化学习,2004,(1):573手工DIY叶脉书签.发明与创造中学时代J，2013.44沈鹰峰.关于初中化学家庭小实验探究D. 兰州大学，2009.115 骆轩. 叶脉书签巧制作J. 植物杂志, 2000,(01) . 6 王小未. 制作叶脉书签的一些改进J. 生物学教学, 1997,(11) .十、【小组分工】组员项目林小飞陈博殷戴炜珊实验方案设计三人一起查阅文献、讨论设计实验方案实验准备三人一起去摘叶子、炜珊负责买牙刷实验过程实验介绍称量NaOH固体刷叶称量NaOH固体、Na2CO3固体、H2SO4溶液刷叶配制溶液煮树叶刷叶染色方案修改补充撰写“探究不同浓度的NaOH的依据”撰写“分工”部分撰写“探究不同种类树叶的依据”、“探究不同染色剂的染色效果”整合方案撰写“探究不同酸碱液的依据”整合“参考文献” （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 请预览后下载！