实验七探究性实验设计——《制作“叶脉书签”》
一、探究问题的提出
“叶脉书签制作”选自人教版初三化学第十单元酸和碱里面的一个家庭小实验,
它利用氢氧化钠具有强腐蚀性,可腐蚀叶肉的多糖物质,留下较坚韧的叶脉,可成
为美观的书签。
让学生动手制作这个实验,让学生对碱有一个更深刻更直观的认识,还可以培养
学生的动手能力,增加学习化学的趣味性,激发学生创造潜能。但是,在制作过程
中往往出现制作时间过长,叶脉被破坏等问题。我小组成员采用控制变量法,将分
别从反应时间、碱液浓度、叶子种类、叶子新旧等因素进行探究,以期能得出叶脉
书签制作的最佳反应条件。动物中的数学天才
二、相关资料查阅综述
经过查阅多篇文献:制作书签的过程一般如下:
第一步就是选叶。一张叶片包括一层表皮细胞,叶肉组织,以及贯穿在叶肉组织间
的叶脉。叶脉书签就是选择叶形美丽的树叶,经各种方法处理后去掉叶肉部分,
保留完整的叶脉,经染色后制成的一种书签。因而影响叶脉书签美观的因素就
是叶子形态与叶脉形态。而叶的形态、种类、质地各种各样,因此选取合适的
书签成为书签制作成功的重要步骤。
第二步是选取叶脉书签的制作方法,资料中有简单的、古老的的方法,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。其中自然发酵法所需要时间较长,
酶解法所需要的原料较难获得,而用洗衣粉虽然原料易获得,但据文献资料贵港美食 显
示,用洗衣粉煮叶肉,叶肉不容易去除。所以结合各种因素,碱解法是最合适
的方法,实验室中有氢氧化钠,碳酸钠等药品,且它们碱性较强,对叶肉的腐
蚀效果也较佳,所需要时间也不会很长。
第三步分析对制作叶脉书签可能产生影响的因素:从文献可知,碱溶液浓度大小、
煮的时间的长短、树叶的不同类型、清除叶肉的不同方式等因素都对最终的叶
脉书签有所影响。
第四步如何确定评定书签好环的标准,在所查文献中,并没有给出一个标准让我们
判断实验所作出来的叶脉书签的好坏,因此,我们需要确定衡量其好坏的标准。
三、问题解决设想(思路)
(一)、针对选叶问题,我们小组选取了不同种类的叶子,以其同种种类叶子的新叶
子和旧叶子,期望得出哪种种类的叶子比较适合做书签,是新叶子还是旧叶子
的制作效果千团大战 比较好。
(二)、针对各种书签的制作方法的优缺点,以及结合我们的实际情况,我们选取了
碱解法来制作叶脉书签。
(三)、针对各种影响因素:由于碱溶液浓度大小、煮的时间的长短、树叶的不同类
单周周三上午姓名学号2成绩
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型、清除叶肉的不同方式等因素都对最终的叶脉书签有所影响,所以我们小组
采用正交法,探究各种因素对叶脉书签制作的影响,期望得出各种因素的最佳
条件。
(四)、针对判断书签好坏的标准:由于没有一个规定的判断书签好坏的标准,而我
们小组成员也在之前也未做过书签,因此,我们决定灵活判断,在实验过程发现
标准。
四、实验设计方案
(一)实验原理:
氢氧化钠具有强碱性,可腐蚀叶肉的多糖物质,经过加热,它会腐烂得更快。叶
脉比较坚韧,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)
的树叶制成叶脉书签。
(二鹿肉 )实验仪器:
250ml烧杯,三脚架、石棉网、酒精灯、玻璃棒、镊子、试管刷(旧牙刷)、玻
璃片,丝线,旧报纸
(三)实验药品:
新鲜的树叶、NaOH、无水Na2CO3、3%的双氧水、水彩颜料
(四)实验步骤:
1、把约200毫升水倒入烧杯,在水中加入6克碳酸钠和若干克氢氧化钠,分别配
制成3%,7%和10%的氢氧化钠溶液,把烧杯搁在石棉网上,用酒精灯加热,煮沸溶
液。
2、用丝线绑住叶柄,把树叶分别浸没在3种溶液中,同时加热5分钟左右,用镊
子轻轻搅动,使叶肉分离,腐蚀均匀。
3、当叶片变色、叶肉酥烂时,用镊子取出叶片,放在盛有清水的玻璃杯内。
4、从清水里取出叶片,放在玻璃上,用试管刷或旧牙刷在流水中轻轻地刷叶片的
正面和背面,刷去叶片的柔软部分,露出白色的叶脉,把叶脉片浸入3%的双氧水中
24小时,使它们变成纯白色,再取出叶片,用清水洗净,沥去水滴。
5、把叶脉片放在旧书或旧报纸里压干。
6、取出压平的叶脉片,待叶脉干透后,用毛笔在叶脉两面涂上水彩颜料,稍干后
再压平。
7、取出涂上颜料的叶脉片,在它的叶柄上系一条彩色丝线,就得到了一张精致美
丽的叶脉书签了。
8、将加热时间改为10分钟和15分钟,重复上述1~7步骤。
(五)实验记录表格:
同种叶子
浓度
时间
3%NaOH7%NaOH10%NaOH
5min
10min
15min
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在得出最佳浓度以及最佳反应时间后,再进行不同种类,老嫩不同的叶子对比实验。
叶子种类
白玉兰叶芒果叶XXX叶
新叶旧叶新叶旧叶新叶旧叶
现象记录
(六)实验注意事项婚礼效果图 :
1、选择比较坚硬、网状脉比较明显的叶片,如桂花树叶、紫荆叶等,尽量选取干净、
大小、手感适宜的叶子。
2、用碱液浸泡叶子加热时,最好不要浸没叶柄,以免造成叶柄软化,破坏整个叶子
的脉络。刷落叶片时注意不要把叶脉刷断。
五、实验过程记录:
1、最佳浓度及最佳反应时间的探究
此部分我们是两人一组探究同一种浓度的不同时1985年多大 间的效果,得出结论如下:
(1)碱液浓度5%时,煮沸时间为15分钟是最佳时间
(2)碱液浓度7%时,煮沸时间为10分钟是最佳时间
煮沸时间
(分钟)
51015
浓度(5%)
拿出的叶子叶肉
不容易刷掉
四周叶肉容易刷掉,但中
间脉络周围的叶肉则较
难
整体叶肉容易刷掉
浸泡后可得到干净的叶
脉
浓度(7%)
部分叶肉除不尽,使
刷完后的叶肉仍残
留部分叶绿素
叶肉刷掉容易且整体刷
完后整个叶脉很清晰,叶
脉韧度硬度适中
叶肉刷掉容易但由于煮
沸时间太长,导致整个叶
脉太软
浓度(10%)
叶肉去除效果较好,
且其韧度硬度感觉
很好
叶肉去除效果较好,但韧
度硬度没前面的强
叶肉去除效果较好,但整
体叶脉呈现软绵绵的状
态
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(3)碱液浓度10%时,煮沸时间为5分钟是最佳时间
所以本着节约药品和节约时间的原则,取第(2)得出的条件为最佳反应条件。
附图:
图1
图1为碱浓度为3%时,叶子从左到右依次煮沸了5分钟,10分钟,15分钟
图2
图2为碱浓度7%时,叶脉的效果
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图3
图3为碱浓度为10%时,叶子从左到右依次煮沸了5分钟,10分钟,15分钟
2、最佳叶子种类的探究。
叶子种类芒果叶玉兰叶紫荆花叶桂花树叶
实验记录叶脉清晰
韧度硬度好
叶脉清晰
韧度硬度
叶子本身较
软,导致叶脉
软
叶脉清晰
韧度硬度
容易煮烂,
刷叶肉的时
候叶脉容易
被刷破
根据以上结果,得出结论:
(1)芒果叶,玉兰叶,桂花树叶均是较理想地制作叶脉书签的树叶。
附图:不同种类的叶子
图4:未知名叶子
见形状比较特殊所以拿来试验一下
实验结果:此种叶子较易烂
叶脉硬度较差
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图5:未知名叶子
实验结果:不管是上面的新叶子还是下面的旧叶子,都较易烂,叶脉硬度较差
图6:芒果叶,效果较好
图7:较大的是紫荆叶
实验结果:说明其叶子较薄,不适合做书签
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3、新旧叶子哪种效果较好的探究
叶子新旧
刚摘的新叶子掉在地上一段时间的旧叶
实验记录
叶肉刷掉后整体的叶脉还
带有绿色,即仍有叶绿素,
需要用双氧水浸泡较长时
间才能使其变白
叶肉刷掉后整体的叶脉较干
净,清晰,不会有明显的绿色,
无需要浸泡较长时间
图8:实验所采用的旧叶子
图9:
第一张叶脉书签是新叶子所得
第二、三,四张皆是图8中三张旧叶子所制得的,可看出效果很好。
根据以上结果得出结论:
采用旧叶子所得的叶脉书签整体较干净,易染色
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4、叶脉书签的染色美化。
在将叶脉书签用双氧水浸泡一段时间后,再用清水洗净,我们用品红溶液泡了5分
钟,发现叶脉上色挺快,上色也较均匀。
图10,用染色后的书签在纸上印出的纹理,非常漂亮!
图11,用品红溶液染色后的书签
六、相关问题探讨
1、关于判断书签好坏的标准:
在实验前,我们并不知道判断一张书签好坏的标准是什么,实践出真知,在
实验过程中,我们借着自己的审美经验和做出来书签的情况,得出了以下标准:
(1)书签叶脉需要清晰(2)叶肉需要清除干净无残留,且在刷叶肉过程中,叶
脉无断裂破损(3)书签的韧性和硬度均要求较大,不能太软(4)书签大小适中,
而且鸡汤怎么炖好喝又营养 上色均匀
而根据以上标准,我们最终选出了最佳反应条件。
2、在制作书签的过程中,刷叶肉是一门技术活。如何刷才能刷得漂亮干净?我在实
验过程得出了以下经验:
(1)叶片煮的时间要适宜,不能太长或者太短,太长容易导致叶脉被刷烂,太短
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叶肉难刷掉(2)不能让叶片来回移动,只能轻轻单向重复刷,多刷几遍,就可以得
到晶莹剔透的叶脉书签(3)刷叶肉的时候用力要轻赞美别人 ,不能过猛,且需要耐心细致
3、关于碱的浓度与及煮沸时间的讨论
在这个实验中,我们最终取了碱液浓度7%时,煮沸时间为10分钟为最佳反应
条件。但从制得的书签可以发现:当碱液浓度3%时,增长煮沸时间也可以取得较佳
效果,而当当碱液浓度10%时,煮沸5分钟时所取得的效果也是不错的。
因此,最佳条件可以根据实际情况选择,若为了节约药品,节省成本,可采用碱液
浓度较低而增长煮沸时间,当时间较紧,则可采用碱液体浓度较大的。
4、关于叶子种类及新旧叶子选择的问题
虽然这个世界有着各种各样美丽的叶子,但能真正用来加工的却很少,棉花简笔画 叶脉不
清、叶子幼嫩的材料在碱的作用下往往片瓦不存,体无完肤。如图4,图5,图7中
的叶子虽然形状可爱,但不适合做书签。
七、参考文献
[1]鲁文文.制作叶脉书签.中学生数理化.2010(2).
[2]赵明,张希军,王建国,高翠君.叶脉标本的制作.河北林业科技.2005.6(3).
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