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1、探究性实验设计一一叶脉书签的制作小组成员：XXXXXXXX实验背景本探究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，课题1常见的酸和碱，第二课时常见的碱第57页的家庭小实验一 叶脉书签的制作。其制作原理为：叶肉细胞表面的细胞膜主要成分是脂质，而碱 具有腐蚀性，能与酯反应，最终导致细胞膜破裂，从而使叶肉容易被刷去。而植物 的叶脉由坚韧的纤维素构成，在碱液中不易被煮烂。用碱液处理过后的树叶剩下叶 脉和叶柄，经过漂白和染色后可以作为书签。本实验简单又趣味，树叶是生活中常见易得的物品，使用的化学试剂在实验 室都可以找到。通过制作叶脉书签，既能锻炼同学们的动手能力，又可以调动
2、学生 的学习兴趣，对强碱NaOH的腐蚀性有更加深刻的了解。体现了寓教于乐、化学联 系生活的教学思想。()尚押片舟定七小替W、讣押I丐载叶空対材叶：用水將捞吟审也于牛，此在的中竟井出叶出纬喜冷取曲蚌叶”用水帕1出上曲斫注洗：仁(J) VT叶子半itf住庇中直戚境菠上一刿试卷岗戒辍号艺愷慢刃击 売崔书中圧宇二、探究问题的提出教材上给出的步骤非常简单，并没有指出要用哪种树的叶子，也没有给出具 体煮沸时间，采用 10%的氢氧化钠溶液也未必是最佳浓度。若是作为课后活动，可 以让学生自己探究，激发学生的潜能，培养学生的动手能力。但若应用到课堂教学 中，反应时间过长则不利于课堂的展开，过短叶肉腐蚀不够充分；
3、碱液浓度过低则 反应时间会过长，浓度过高则会造成浪费且叶脉会受到损害；叶子种类的选择正确 会使实验事半功倍且得到的叶脉书签美观，若选择不当不仅时间过长，成品也不好 看。总而言之，就是教材中并没有具体给出实验的最佳条件，不利于课堂教学。为 了得到最佳条件，我们提出以下几个探究问题：生活中什么大小的、什么种类的树叶做出来的叶脉书签才够美观耐用？什么质量分数的氢氧化钠的腐蚀效果最好？煮沸的时间应该要多少分钟？3、相关资料查阅综述通过查阅资料，我们发现，近年来叶脉书签制作实验的改进主要是用洗衣粉 作为腐蚀剂，或者是在氢氧化钠溶液中加入碳酸钠或碳酸氢钠。由于这个实验的目 的是让学生了解到碱的腐蚀性，因此
4、我们觉得采用氢氧化钠比较好，用洗衣粉可能 不大适合课堂教学，倒是适合学生课外在家里自己制作叶脉书签。而在氢氧化钠中 加入碳酸钠或碳酸氢钠虽然可以加快腐蚀速度，但其实单单使用氢氧化钠作为碱液 腐蚀性就已经足够了，而且溶液配制的步骤也比较简单。因此我们决定采用氢氧化钠溶液作为碱性腐蚀剂，不仅适合课堂教学演示， 也适合学生自主进行实验。4、实验设计方案通过不同浓度的氢氧化钠（5%、10%、15%）与不同煮沸时间（5 分钟，10 分钟，15 分钟）的组合，探究最佳氢氧化钠浓度和最佳煮沸时间。再在相同条件 下，探究最适合用来制作叶脉书签的树叶种类，以及最佳染色剂。实验步骤主要有：选材f碱液配制f加热f漂
5、洗f刷洗f漂白f染色五、实验反应原理叶片的叶肉中含有大量多糖物质（淀粉）遇到腐蚀性液体就会发生腐烂。经 过加热，它会腐烂得更快。叶脉（纤维）比较坚韧，不容易被腐蚀。因此，可以将 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。6、实验仪器与试剂1、药品树叶：坚硬、网状脉比较明显的叶片，如白玉兰花叶、紫荆叶、芒果树叶、榕树叶等。丙烯颜料、蓝色墨水、品红溶液、NaOH固体、20%的双氧水（或漂白液）2、仪器烧杯（500mL）、电热炉、电子天平、镊子、牙刷、试管刷、玻璃棒、报纸、计时器、厚纸板。七、实验装置图八、实验基本步骤
6、1、选材：选取叶质较厚、大小适中、叶面平整、叶脉丰富的叶片，我们采集了白玉兰树叶、榕树叶、水葡萄叶、芒果树叶若干。用清水刷洗除去表面尘土污垢，晾干待用。2、配制碱液： 5% NaOH溶液：用电子天平称取15g NaOH固体于500ml烧杯中，边加 水边搅拌至300g。 10%NaOH溶液：用电子天平称取30gNaOH固体于500ml烧杯中，边加水边搅拌至 300g。 15%NaOH溶液：用电子天平称取45gNaOH固体于500ml烧杯中，边加 水边搅拌至300g。3、叶脉书签制作：（1）最佳碱液浓度与煮沸时间探究 加热：把要探究的浓度的碱液放到垫有石棉网的电热炉上加热，近沸时把三片玉兰树叶浸入
7、溶液，开始计时，边加热边搅拌。待树叶加 热5分钟、 1 0分钟、 1 5分钟后，各取出其中一片树叶，做好标记。 漂洗：停止加热，用镊子取出叶片,放入盛有清水的烧杯中漂洗干净。 刷洗：将叶片放在厚纸板上，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。刷洗干净后放到报纸上晾干。 对比：对比不同浓度碱液和不同煮沸时间制作出来的叶片脉络，选出最 佳的碱液浓度和煮沸时间。（2）相同浓度和煮沸时间下不同树叶制作效果探究 加热：将某一浓度的碱液300ml至于垫有石棉网的
8、电热炉上加热至近沸,放入四种不同种类的树叶，加热10分钟。 处理：按照（1）中的步骤进行漂洗、刷洗。 对比：各种树叶的制作效果，并选出最佳树叶。（3）不同染色剂效果探究： 选取：三片同种树叶制作的叶脉三片。 漂白：用20%的双氧水（或漂白液）漂白叶脉，约15分钟。 染色：用蓝墨水、颜料、品红溶液分别对三片对叶脉进行染色，晾干。 对比：对比评价不同染色剂的染色效果，选出最佳染色剂。实验过程图片记录:加热准备刷洗染色后刷洗后制作出来的所有叶脉书签九、实验记录1、最佳浓度及最佳煮沸时间的探究煮沸时间/min510155%NaOH 溶液刷洗耗时较长，叶脉清 晰完整，有少量叶肉残 留。刷洗耗时较短，叶脉
9、清 晰完整，叶肉基本无残 留。刷洗时间很短，叶脉清 晰完整，叶肉基本无残 留。10%NaOH溶液刷洗耗时较长，叶脉清 晰完整，叶肉稍有残 留。刷洗耗时较短，叶脉清 晰完整，残留少。叶片松软卷起，刷洗耗 时很短，叶脉清晰无残 留。15%NaOH溶液刷洗耗时较长，叶脉清 晰完整，叶肉稍有残 留。刷洗时间较短，叶脉清晰完整，残留少。叶片松软卷起，刷洗耗 时很短，叶脉清晰无残 留。实验结果：5%NaOH为最佳氢氧化钠浓度，10分钟为最佳煮沸时间。5%氢氧化钠玉兰叶处理效果图:染色后15%氢氧化钠玉兰叶处理效果图:染色后2、探究同种实验条件下不同树叶制成效果树 叶白玉兰叶芒果树叶水葡萄叶榕树叶实 验 现
10、 象叶肉易刷耗时 短，叶脉清晰无 残留，外形美 观。叶肉较难刷，耗时比玉 兰叶长，叶脉清晰残留 较少，但外形较不美 观。叶肉难刷耗时很 长，叶脉较不清 晰，残留较多。叶肉基本不被腐 蚀，耗时过长， 无法看到叶脉。实验结果：白玉兰叶为最佳树叶。不同树叶效果图:3、探究不同染色剂制成效果染色剂类型蓝墨水品红颜料实验现象染色均匀但不明显染色均匀效果明显上色较难染色不均匀实验结果：品红溶液为最佳染色剂。芒果叶染色剂探究效果图:十、实验结果与讨论：通过对比相同浓度氢氧化钠溶液，不同煮沸时间的玉兰叶处理得到的叶脉，我们发现5分钟的煮沸时间太短，叶肉腐蚀不充分，导致刷洗时间较长，刷洗后叶 肉残留较多。而10
11、分钟与15分钟处理效果差别不大，叶脉皆完整且基本无叶肉残 留，只是15分钟的叶肉略微容易刷去。为了取得较好的效果又节约时间，我们选 择10分钟作为叶脉书签制作的最佳煮沸时间。通过对比相同煮沸时间下，不同浓度氢氧化钠溶液的玉兰叶处理得到的叶 脉，我们发现 5%、10%、15%这三个浓度的氢氧化钠溶液的处理效果差别不大。为 了节约资源，体现绿色化学的宗旨，我们将 5%的氢氧化钠浓度作为叶脉书签制作 的最佳浓度。在相同碱液浓度和煮沸时间条件下，我们对比了不同树叶处理得到的叶脉， 发现白玉兰叶叶形优美，叶肉易出去，得到的叶脉完整无残留，是最佳树叶种类。 而芒果树叶、水葡萄叶、榕树叶处理难度和叶脉残留依
12、次递增，尤其是榕树叶非常 不适合用来制作叶脉书签。影响叶脉书签美观的因素就是叶子形态与叶脉形态。叶 形上，有鳞形、披针形、楔形、卵形、圆形、镰形、菱形、扇形、肾形等。从叶脉 看，有网状脉、平行脉、叉状脉。树叶的质地影响了叶肉腐蚀的难易和叶脉上叶肉 的残余量。市面上叶脉书签的品种为桂花、女贞、玉兰、菩提树、羊蹄甲菜、白杨 木、枫树、槭树、鹅掌秋、榕树、樟树、海桐、紫荊、柏树、栗子树、椿树、石 楠、 木瓜、桉树、茶树等植物，其中桂花、女贞、玉兰最为常见。由于玉兰叶脉书签制作效果非常好，因此我们的小组成员不小心把它们全部 用品红染色了。于是我们只能退而求其次，用芒果树叶来探究最佳染色剂。其中染 色效
13、果最好的是品红溶液，上色时间非常短，而且染色均匀。蓝色墨水效果居中， 上色时间偏长，一旦漂洗颜色就会变得很淡，染色不明显。黄色颜料染色效果最 差，上色难，颜色不均匀。叶脉书签制作方法有简单的、古老的，也有复杂的、需要较贵的原料。如自 然发酵法、碱解法、酶解法，所用材料也比较多样，有氢氧化钠、洗衣粉、沟里的 水、土壤处理等。目前小染坊形式的制作主要是碱解法，按 1 公斤水加碳酸钠 70 克、氢氧化钠 50 克配成碱液。附：叶脉制作方法：1、自然发酵法制作叶脉（1）发酵：取植物叶片浸泡于自来水或池塘水中，放在室内温暖处，不换水，但可适当补充蒸发失掉的水分，让其自然发酵。不久，水发臭，水面有白色膜状
14、漂浮物，叶表皮与叶之间有气泡发生。这时叶肉组织己离散。（2）刷洗：用软毛刷分别刷洗叶片两面，直至洗掉全部叶肉组织为止。（3）漂白：将叶脉置于1：6的双氧水稀释液中漂白几小时到一昼夜。然后用清水进行漂洗。（4）染色：将叶脉置于 1藏花红水溶液中染色10 分钟。然后用清水进行冲洗以去除叶表面的浮色。将叶脉置于05的稀盐酸中，漂洗约1分钟，再用清水冲洗干净。2、酶解法 将叶片放入含有果胶酶溶液的烧杯中，使细胞壁间的原果胶分解，叶肉细胞相互离 散，再流水冲洗或用刷子刷洗叶片。得到完整的叶脉。3、用洗衣粉作腐蚀剂制作叶脉书签 首先选取叶脉粗壮清晰、质地坚韧的树叶（如桂花叶），将500毫升水加入50克 洗衣粉，放入烧杯或者其它容器里，然后放在火上煮沸，并用玻璃棒或者筷子旋转 搅动，使叶片受热均匀并与煮液充分接触，也可避免叶脉折断。煮沸约 15 分钟（时间长短视叶片老嫩和质地而定），取出叶片用清水浸泡冲洗。先把叶片平铺在 左手掌中，用牙刷反复轻刷，仔细地刷去叶片的柔软部分，直到露出清晰的叶脉为 止。然后将刷好的叶脉贴于玻璃板上晾干，趁叶脉还没干透时分别染上各种颜色， 再加压平整。4、碱解法 摘取若干叶脉清晰、坚韧的叶片，如桑叶、桂花叶。
