制作“葉脈書簽”設(shè)計(jì)方案11化教4班 林小飛 20112401039 陳博殷 20112401073 戴煒珊20112401087一、【選題背景】1、選題緣由本課題選自人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第十單元“酸和堿”中的第一課時(shí)“常見的酸和堿”家庭小實(shí)驗(yàn)“制作葉脈書簽”，是為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)強(qiáng)堿NaOH的腐蝕性的理解而設(shè)置的實(shí)驗(yàn)。家庭實(shí)驗(yàn)最大的優(yōu)點(diǎn)是就地取材，操作簡(jiǎn)單易行。實(shí)驗(yàn)的成功，還需要有規(guī)范的操作方法和步驟。課本中所介紹的實(shí)驗(yàn)方法為堿煮法，利用堿的腐蝕性除去葉肉留下葉脈。采用的堿液為氫氧化鈉，濃度為10%，當(dāng)葉片煮至黃色時(shí)取出水洗凈，刷去葉肉晾干后壓平即可。本實(shí)驗(yàn)在課本內(nèi)容基礎(chǔ)上探究不同種類樹葉、不同種類堿液、不同堿液濃度、不同染色劑對(duì)葉脈書簽的影響，同時(shí)記錄制作過程樹葉變化，從而探究制作葉脈書簽的最佳條件及方法。2、選題意義加強(qiáng)學(xué)生對(duì)堿腐蝕性的理解；通過對(duì)家庭實(shí)驗(yàn)步驟的強(qiáng)化，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)規(guī)范意識(shí)；化學(xué)學(xué)科與生物學(xué)科內(nèi)容交叉，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合利用的能力；讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活息息相關(guān)，體驗(yàn)化學(xué)學(xué)科趣味性；通過探究不同因素對(duì)葉脈書簽的影響，學(xué)會(huì)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般過程與方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致求實(shí)的科學(xué)素養(yǎng)。3、葉脈書簽簡(jiǎn)介葉脈書簽即除去葉片表皮和葉肉組織，只由葉脈做成。書簽上可以看到中間一條較粗壯的葉脈稱主脈，在主脈上分出許多較小的分支稱側(cè)脈；側(cè)脈上又分出更細(xì)小的分支稱細(xì)脈。這樣一分再分，最后把整個(gè)葉脈系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。把這種網(wǎng)狀葉脈染成各種顏色，系上絲帶，即成漂亮的葉脈書簽了。二、【實(shí)驗(yàn)原理】日常生活中，在水池或水溝中?？梢钥匆姼癄€的樹葉，用水沖去腐爛的葉肉后出現(xiàn)完整而紋路清晰的葉脈，經(jīng)過沖洗曬干后，可夾在書本中當(dāng)書簽使用。這種葉脈的形成是利用自然界的微生物分解而成，所需時(shí)間比較長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)利用加熱高濃度的堿液來處理新鮮的葉片，利用的是堿的腐蝕性。堿會(huì)破壞葉肉細(xì)胞表面的細(xì)胞膜，因細(xì)胞膜主要成分是脂質(zhì)，堿性的溶液能夠?qū)⒅|(zhì)帶走請(qǐng)預(yù)覽后下載！，其實(shí)質(zhì)也就是堿能與酯反應(yīng)，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，從而使葉肉容易被刷去。葉脈（纖維）比較堅(jiān)韌，不容易被腐蝕，最終保留下來。選擇一些葉片堅(jiān)硬、葉脈堅(jiān)韌（網(wǎng)狀葉脈）的樹葉，用氫氧化鈉等堿性溶液加熱煮沸，可以水解掉葉肉等部分，僅留下網(wǎng)狀脈，制成葉脈書簽。三、【實(shí)驗(yàn)藥品和儀器】1、藥品：樹葉：比較堅(jiān)硬、網(wǎng)狀脈比較明顯的葉片，包括白蘭樹葉、綠化芒樹葉、美麗異木棉樹葉、紫荊樹葉。雞蛋花樹葉；紫色石蕊試劑、甲基橙、品紅溶液、NaOH固體、Na2CO3固體、H2SO4溶液2、儀器：電爐、石棉網(wǎng)、燒杯（1000ml）、燒杯(500mL)、天平、鑷子、牙刷、試管刷、玻璃板、報(bào)紙、濾紙四、【實(shí)驗(yàn)具體步驟】1、選材應(yīng)選擇葉脈粗壯豐富、葉質(zhì)較厚、大小適中、葉面平整、葉脈的樹葉。一般以常綠木本植物為佳。如桂花葉、石楠葉、木瓜葉、桉枝葉、茶樹葉、白楊樹、桂花樹、廣玉蘭等質(zhì)地較堅(jiān)韌的葉。2、配液將堿溶解在適量的水中，配制不同濃度、不同種類的堿液。將硫酸溶液配制到所需濃度。注意安全，千萬不要將堿液濺到眼睛里。 3、加熱將配好的濃堿液放在容器中加熱。當(dāng)加熱到液體即將沸騰（80左右） 時(shí)候?qū)⑦x好的葉子放入容器里，并不斷攪拌。攪拌的目的有兩個(gè)：防止液體過熱沸騰濺出使樹葉受熱充分。具體加熱時(shí)間以葉肉容易被刷掉為度，一般在10分鐘左右。（如果堿液濃度不大，或者所選的葉子較老則應(yīng)延長(zhǎng)加熱時(shí)間。）可以過兩三分鐘取一片子出來觀察，直至葉片變成褐色（或葉肉有脫落）即可。4、清洗在自來水水流下沖洗，洗去多余堿液、酸液。5、刷除葉肉將葉片放在玻璃板上，加入一層水，把牙刷打斜（與水平面大約成45度角），順葉脈輕輕地刷凈葉肉，刷時(shí)注意：只向一個(gè)方向刷（絕對(duì)不能來回刷），以免將葉脈刷壞。刷時(shí)先從背面開始，刷凈背面再刷正面，主葉脈邊沿處可用敲出法。刷洗干凈后放到濾紙（或報(bào)紙）上晾干。如果是老樹葉，則在刷洗的過程中，會(huì)有兩層葉脈出現(xiàn)，這時(shí)只要將其中品質(zhì)稍次的一片去除即可。請(qǐng)預(yù)覽后下載！補(bǔ)充：沖水去肉法：即將葉片放在紗窗的網(wǎng)孔上，篩網(wǎng)除了可以用紗窗，也可將報(bào)廢的石棉心網(wǎng)的陶瓷粉敲掉使用，用手指加壓水籠頭的水柱，利用水最堅(jiān)硬和最柔弱的特性，將葉肉沖掉，留下被網(wǎng)孔所支撐住的葉脈。這個(gè)方法的成功率非常高，亦不用指心浸泡時(shí)間太長(zhǎng)(易刷破)或太短(刷不掉)的問題6、晾干取出放在陰涼處風(fēng)干?；蛘叻旁趶U舊書報(bào)中吸干。建議夾在書中，這樣既可以吸干水分，又可以成型。7、著色漂白后的葉脈是原色， 如果想要亮麗的顏色，可以將風(fēng)干到6 成的葉脈放在水彩顏料或者甲基橙、酚酞試液等溶液中著色。8、塑封有條件的話，可以將著色后的葉脈進(jìn)行塑封，同時(shí)可以增加一些小裝飾品或者留有一些有意境有品位的文字在上面。這樣，一幅精美的葉脈書簽就完成了。五、【實(shí)驗(yàn)裝置及預(yù)設(shè)效果圖】 六、【注意事項(xiàng)】1、煮葉子時(shí), 葉柄最好露出液面。葉柄沒有露出液面的，一刷葉子， 葉柄和葉脈就破散了，而且煮時(shí)不能太用力攪拌葉子。2、煮葉子時(shí)間的長(zhǎng)短最好看葉子的顏色變化，以及葉肉酥爛狀態(tài)， 葉子一般呈現(xiàn)出金黃色似秋天的銀杏葉時(shí)，效果最佳。3、加熱時(shí), 燒杯必然擱在石棉網(wǎng)上， 如直接加熱，燒杯由于受熱不均會(huì)引起破碎。如果煮的葉子較多, 可換大燒杯。4、染色前要用吸水紙把葉上的液體吸干， 效果更好。請(qǐng)預(yù)覽后下載！七、【探究因素提出依據(jù)】1、探究不同酸堿液的腐蝕效果制作葉脈書簽的傳統(tǒng)制作方法是加熱強(qiáng)堿溶液處理葉片，利用的是堿的腐蝕性。堿會(huì)破壞葉肉細(xì)胞表面的細(xì)胞膜，因細(xì)胞膜主要成分是脂質(zhì)，堿性的溶液能夠?qū)⒅|(zhì)帶走，其實(shí)質(zhì)也就是堿能與酯反應(yīng)，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂，從而使葉肉容易被刷去。葉脈（纖維）比較堅(jiān)韌，不容易被腐蝕，最終保留下來。此外，部分文獻(xiàn)介紹了用碳酸鈉和氫氧化鈉混堿做腐蝕液制葉脈書簽的方法，也能取得較好效果。分析原因，氫氧化鈉作為一種強(qiáng)堿，堿性太強(qiáng)對(duì)葉片表皮和葉肉腐蝕的同時(shí)，對(duì)葉脈也有一定的損傷，易造成葉脈的變軟現(xiàn)象。而碳酸鈉體系對(duì)葉脈的分離作用雖然不大，但碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液體系有效利用了氫氧化鈉的強(qiáng)堿性和碳酸鈉溶液中碳酸根離子的水解，既保證了在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的葉脈完美分離，又在一定程度上改善了氫氧化鈉堿性過強(qiáng)對(duì)葉脈的腐蝕。根據(jù)之前所學(xué)知識(shí)，強(qiáng)酸也有一定的腐蝕性，酯也能在酸性條件下水解，與制作葉脈書簽常用的堿液有相同的性質(zhì)，但根據(jù)文獻(xiàn)并無用酸制作葉脈書簽的相關(guān)介紹，因此本實(shí)驗(yàn)同時(shí)探究酸對(duì)葉片的腐蝕效果。2、探究不同濃度的NaOH溶液的腐蝕效果查閱相關(guān)文獻(xiàn)得到氫氧化鈉最佳濃度在5%-10%之間，堿液濃度過低時(shí)葉肉腐蝕程度不足，樹葉的葉肉不容易被刷掉；堿液濃度過高時(shí)，葉片可能會(huì)卷起來不易分離，且會(huì)腐蝕部分葉脈使葉脈變軟影響葉脈書簽最終效果，同時(shí)也會(huì)消耗較多氫氧化鈉固體不符合綠色化學(xué)的觀念。故實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置了5%、10%、15%不同濃度的堿來探究其對(duì)葉脈書簽制作的影響，以得到最佳濃度。3、探究不同樹葉制成的效果本實(shí)驗(yàn)所采用的葉子均為新鮮的較為成熟的葉子，形態(tài)獨(dú)特、葉脈清晰、大小適中、葉面平整、紋路豐富，但葉子的質(zhì)地、堅(jiān)韌程度有所不同。樹葉圖片形態(tài)描述紫荊樹葉中等的紫荊樹葉像一個(gè)愛心，形態(tài)獨(dú)特漂亮；葉脈凸出，呈淡黃色；葉片柔軟，呈翠綠色；表面粗糙，左右對(duì)稱。請(qǐng)預(yù)覽后下載！綠化芒樹葉綠化芒樹葉為披針形，革質(zhì)，稍尖頭；葉脈清晰，中肋粗大在葉背隆起，側(cè)脈羽狀；新葉為紫紅色，舊葉為墨綠色。雞蛋花樹葉雞蛋花的葉片，寬披針形，厚紙質(zhì)；葉脈清晰呈羽狀，在近葉緣處連成一邊脈；葉片翠綠。葉片硬度介于紫荊與綠化芒之間。白蘭樹葉白蘭樹葉葉薄革質(zhì)；葉片長(zhǎng)圓形或披針狀橢圓形，漸失或尾狀漸尖，基部楔形，兩面無毛或下面疏生微柔毛；葉脈清晰呈羽狀；葉片碧綠。美麗異木棉樹葉美麗異木棉樹葉為墨綠色，掌狀復(fù)葉有小葉5-9片；小葉橢圓形。葉脈清晰，有一定硬度。4、探究不同染色劑的染色效果染色劑類型性狀紫色石蕊溶液石蕊性狀為藍(lán)紫色粉末，是從植物中提取得到的藍(lán)色色素，能部分地溶于水而顯藍(lán)色。中性條件下，石蕊溶液為紫色。品紅溶液品紅微溶于水，水溶液呈紅色。溶于乙醇和酸。用于棉、人造纖維、紙張、皮革的印染，也用于噴漆、墨水等。甲基橙溶液甲基橙稍溶于水而呈黃色，易溶于熱水，溶液呈金黃色，幾乎不溶于乙醇。主要用做酸堿滴定指示劑，也可用于印染紡織品。請(qǐng)預(yù)覽后下載！八、【實(shí)驗(yàn)記錄】1、探究不同堿液的腐蝕效果酸堿液使用的樹葉葉片變成褐色的時(shí)間長(zhǎng)短比較刷除葉肉的難易程度最后效果10%NaOH溶液白蘭樹葉10% H2SO4溶液7%NaOH與5%Na2CO3混合溶液2、探究不同濃度的NaOH溶液的腐蝕效果堿液使用的樹葉葉片變成褐色的時(shí)間長(zhǎng)短比較刷除葉肉的難易程度最后效果5%NaOH溶液白蘭樹葉10% NaOH溶液15%NaOH溶液3、探究不同樹葉制成的效果樹葉堿液葉片變成褐色時(shí)間長(zhǎng)短比較葉柄和葉脈情況刷除葉肉難易程度最后效果紫荊樹葉10% NaOH溶液綠化芒樹葉雞蛋花樹葉白蘭樹葉美麗異木棉樹葉4、探究不同染色劑（以10%的氫氧化鈉所得樹葉）染色劑類型樹葉染色時(shí)間染色效果紫色石蕊溶液白蘭樹葉15min品紅溶液甲基橙溶液請(qǐng)預(yù)覽后下載！九、【參考文獻(xiàn)】1互動(dòng)百科. 葉脈書簽EB/OL. 2房偉.桂花葉片在幾種典型堿性溶液中的葉脈分離J.數(shù)理化學(xué)習(xí),2004,(1):573手工DIY葉脈書簽.發(fā)明與創(chuàng)造中學(xué)時(shí)代J，2013.44沈鷹峰.關(guān)于初中化學(xué)家庭小實(shí)驗(yàn)探究D. 蘭州大學(xué)，2009.115 駱軒. 葉脈書簽巧制作J. 植物雜志, 2000,(01) . 6 王小未. 制作葉脈書簽的一些改進(jìn)J. 生物學(xué)教學(xué), 1997,(11) .十、【小組分工】組員項(xiàng)目林小飛陳博殷戴煒珊實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)三人一起查閱文獻(xiàn)、討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備三人一起去摘葉子、煒珊負(fù)責(zé)買牙刷實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)介紹稱量NaOH固體刷葉稱量NaOH固體、Na2CO3固體、H2SO4溶液刷葉配制溶液煮樹葉刷葉染色方案修改補(bǔ)充撰寫“探究不同濃度的NaOH的依據(jù)”撰寫“分工”部分撰寫“探究不同種類樹葉的依據(jù)”、“探究不同染色劑的染色效果”整合方案撰寫“探究不同酸堿液的依據(jù)”整合“參考文獻(xiàn)” （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正，謝謝!） 請(qǐng)預(yù)覽后下載！