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设计编号 01-173 题目 奇妙的化学“溶洞” 原料 磷酸三钠（晶体）、三氯化铁（晶体）、氯化铜（晶体）、胆矾（晶体）、明矾（晶体）、硫酸 镁（晶体）、蒸馏水等。 仪器设备 标本瓶或一次性透明水杯或烧杯、EPE 珍珠棉泡沫、粗铜丝、塑料吸管、美工刀、直尺、 胶水、牙签、镊子、塑料烧杯（1000mL）、玻璃棒、药匙等。 原理 采用“水中花园”的形成过程原理。5%磷酸三钠溶液能与多种晶体盐表面形成具有半透膜性 质的难溶盐，将晶体放在瓶中生长液的顶端，在重力的作用下使晶体表面的难溶盐从上往下生长。 操作步骤 1、将配制好的 5%磷酸三钠溶液倒入标本瓶内静置，备用。 2、将固定有晶体的支架，轻轻放在步骤 1 标本瓶的液面上方，观察奇妙的实验现象。 注：晶体固定方式多种，仪器为：标本瓶、烧杯、一次性透明塑料水杯等。 实验现象描述 晶体盐与 5%磷酸三钠溶液接触，晶体表面溶解液与磷酸三钠溶液反应生成的难溶盐，沉积在晶 体表面成为倒挂的钟乳石、“顶天立地”的“石柱”、 “石笋”。几分钟能观察到奇妙无比的实验现 象。 1、三氯化铁晶体在 5%磷酸三钠溶液中的生长过程照片： 2、三氯化铁晶体、明矾晶体、氯化铜和硫酸镁混合晶体，在 5%磷酸三钠溶液中的生长过程照片： 1 实验结果 选用多种晶体盐在不同磷酸三钠溶液中进行生长快慢探究，最后确定磷酸三钠溶液的最佳浓度为 5% 左右。本实验方案提供了多种实验装置供大家选用，让师生有更多的机会体验钟乳石、石柱和石笋 的形成过程。 注意事项及其他 1、 实验装置设计巧妙，实验现象千姿百态，有利于激发中小学学生学习化学的兴趣，让学生更加 热爱化学，热爱大自然。 2、 “石头”悬挂在生长液的顶部，有的只需几秒钟就能长出五彩缤纷的钟乳石，几分钟就能 形成“顶天立地”的“石柱”，石头的生长速度极其迅速。 3、 此实验既安全又简单, 实验材料很容易找到, 并且节约试剂, 降低了实验成本。 4、该实验设计具有可操作性和重复性，绿色环保和节约资源。 5、可批量生产教师演示用（大型装置）和学生科学探究用（微型装置）的两种教具，还可批量生 产多种一定规格大小的晶体盐，具有推广价值。 九、添加相关实验附件： 1、实验装置及晶体固定支架的制作说明 方法一：将粗铜丝绕成螺旋漏斗型，固定在 EPE 珍珠棉泡沫上，晶体盐放入铜丝漏斗型内，放在相 应的生长瓶或生长杯上。铜丝间的距离可以调节，因此这种装置可以固定大晶体和小晶体。在如下 图所示。 方法二：在一次性巴斯德塑料吸管上用打孔器打若干个小孔，剪去细管部分。选取与容器上口匹配 的 EPE 珍珠棉泡沫一块，用打孔器打若干个与前面塑料吸管匹配的孔，孔与孔之间的距离可以任意 排列，然后将有孔的塑料吸管嵌入 EPE 珍珠棉泡沫上。将晶体盐放入带泡沫的塑料吸管内，备用。 这种装置一般用于固定小晶体，如氯化铜晶体、硫酸镁晶体等。如下图所示。 2 方法三：将薄泡沫板加工成与盛装生长液容器上口匹配的小方块，在小方块泡沫的一面涂上少 量胶水，将取一药匙小晶体盐（或几种盐）与胶水混合，小方块泡沫翻转时晶体盐不下落为最佳。 如下图所示。 2、生长液的配制 根据生长液的需用量进行配制，称取 120g 磷酸三钠晶体于 1000 mL 的塑料烧杯中，加蒸馏水溶 解，稀释至 1000mL，约为 5%磷酸三钠溶液。 3、几种晶体盐在不同实验装置、5%磷酸三钠生长液中的生长过程照片 3 4、设计意图 由于远古时期的地壳运动，大自然形成了千姿百态的世界溶洞奇观。畅游世界各地溶洞景观， 感受宇宙万物的斗转星移，岁月的轮回与变迁，一物一景，如雕如缕，如诗如画，形态各异，顶天 立地，顶天不立地有的只可意会不可言传，就像读到一首首优美的历史长诗，也像欣赏到一幅 幅立体的美丽的历史画卷。 石头能生长，不能不说是神奇的，但人们又怎能感到或觉察到钟乳石和石笋的发育生长呢？它 的成长过程相当缓慢，时间相当漫长，正是洞中长一点，世上已千年，人非神仙，要说能看见钟乳 石和石笋在生长，乃天方夜谭。 （冀教版）五年级科学下册“溶洞里的钟乳石”，在教学条件好的学校，老师利用多媒体展示钟 乳石景观的照片和视频。有的老师也按教材要求安排了“自制钟乳石”的科学探究活动，该模拟实 4 验所用的实验时间大约一周。这样的实验，老师无法在课堂上演示，而学生在家进行探究活动，由 于时间太长，实验条件的限制，学生很难坚持，因此在家自主探究活动也就变成一句“空话”。 有的商家已看到了商机，研制了“神奇的水中花园”在“西安奇趣百货”进行销售，该商品其 他名称为：会变化的神奇石头、魔术生长石头等。彩色的小石头放入杯中 3 分钟左右后就会开始生 长，大约 2 小时左右生长完成。 城市学生家长只需 5 元就能买到心怡的实验材料，完成“水中花园”趣味化学实验。这些商 品对小学生很有吸引力，石头的生长方向都是从杯底往上生长的。水中花园的生长液为大于 15%Na2SiO3 溶液，溶液浓度大，Na2SiO3 用量大，成本高。用水中花园的形成原理，我们能否让石头 往下生长，以模拟大自然的溶洞中钟乳石、石柱和石笋形成过程呢？鲁科版高一化学必修 1 第三章 第一节 碳的多样性，已有“模拟溶洞的形成”的活动探究内容。 课堂教学时间每节课只有 40 分钟，因此模拟实验时间越短越好，那我们能否用化学实验的方法来 5 快速模拟，以观察“石头”奇妙的生长过程呢？ 大自然创造了奇迹，我们就应该有办法模拟实现它生长的奇妙过程。我们通过大量的实验研究，寻 找实验成功的最佳条件，达到了预期的效果。我们设计的趣味化学实验，有的彩色晶体放入杯中， 只需几秒钟就会开始生长，几分钟就能从钟乳石快速生长为“顶天立地”的石柱。我们设计的趣味 实验形成石笋、石柱和钟乳石非常快，采用磷酸三钠溶液为生长液，溶液浓度低，药品用量少，对 玻璃仪器腐蚀小。该化学实验效果直观、明显，趣味性强，具有一定的观赏性。实验装置设计简单 新颖，材料易得，操作性强。因此该趣味实验适用于教师课堂演示和学生进行科学探究活动，观众 通过亲身体验，欣赏奇妙的实验现象，体现了“触摸化学 感受魅力”的活动主题，奇妙的化学实 验创造了奇迹，世界也因化学而精彩。 5、奇妙的化学“溶洞”趣味实验优点 1、 实验装置设计巧妙，实验现象千姿百态，有利于激发中小学学生学习化学的兴趣，让学生更加 热爱化学，热爱大自然。 2、 “石头”悬挂在生长液的顶部，有的只需几秒钟就能长出五彩缤纷的钟乳石，几分钟就能 形成“顶天立地”的“石柱”，石头的生长速度极其迅速。 3、 此实验既安全又简单, 实验材料很容易找到, 并且节约试剂, 降低了实验成本。 4、该实验设计具有可操作性和重复性，绿色环保和节约资源。 5、可批量生产教师演示用（大型装置）和学生科学探究用（微型装置）的两种教具，还可批量生 产多种一定规格大小的晶体盐，具有推广价值。 6、实验活动三步曲 小组成员分工情况： 1、夏思敏主要负责演示和讲解大型容器的实验方法，以及奇妙的实验过程和现象。 2、并用笔记本电脑循环播放实验过程的视频（视频中插入了千姿百态的大自然溶洞奇观）。 3、吴桂英、夏年利负责指导观众动手实验。在演示桌上放置多种实验装置及效果的图片和实验操 作步骤，听过讲解和观看过视频的观众，按提供的资料和实验用品自己动手完成实验过程，从中体 验化学的神奇。 6 设计编号 02-38 题目 能自动升降的水-钠与水反应实验趣味设计 原料 广口瓶、软塑料瓶（容积比广口瓶稍小）、橡胶塞、玻璃管、直形活塞、止水夹、钢针、火 柴、金属钠、CO2、NaOH 稀溶液。 仪器设备 仪器制作：用带有活塞的直形玻璃管把与广口瓶相配套的双孔橡胶塞和与软塑料瓶相配 套的单孔橡胶塞相连，在与广口瓶相配套的双孔橡胶塞上连接一带有止水夹的导气管，橡胶塞小端 插入一根钢针，按图 1 所示装配仪器。 原理 氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳气体，造成负压，使软塑料瓶里的水被吸入广口瓶中；广口瓶 内的金属钠能跟水反应，放出氢气，流入广口瓶内的水又被压回塑料瓶中。 操作步骤 （1）首先检查装置的气密性完好后，在广口瓶内用排气法收集满一瓶二氧化碳气体， 在软塑料瓶内装满一瓶 NaOH 稀溶液。取一小块金属钠，用滤纸吸干煤油，扎在橡胶塞上的钢针上。 再按图 1 所示组装仪器，此时活塞和止水夹均处于关闭状态。 （2）打开活塞开关，轻轻挤压塑料瓶后立即放手，塑料瓶内的液体立即被吸入广口瓶中，同时软 塑料瓶逐渐收缩而瘪进去。 （3）不久，当广口瓶内液体上升到与钢针上的钠接触时（如不能接触，可用手轻轻摇动装置），钠 脱离钢针立即与水发生激烈的反应，并产生大量的氢气，广口瓶内的压强增大，广口瓶内的液体又 被压入上面的塑料瓶中，变瘪的塑料瓶逐渐复原。同时可以看到，钠熔化成银白色的小球浮在水面 上四处游动，直至完全消失。反应完后，集气瓶中收集有一定量的气体。 （4）打开止水夹，轻轻挤压塑料瓶调节气体流速，同时点燃从导管尖嘴口逸出的气体，可以看到 气体安静地燃烧，拉出长长的火焰（如图 2 所示 ）。 实验现象描述 7 （1）水的自动升降：按图 1 所示组装仪器后，打开活塞开关，由于氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳 气体，造成负压，使软塑料瓶里的水被吸入广口瓶中, 软塑料瓶逐渐收缩而瘪进去；当流入广口瓶 内的液体跟金属钠接触后，钠与水反应放出氢气，使广口瓶的内压增加,流入广口瓶内的水又被压回 塑料瓶中。 （2）气体的燃烧：待钠与水的反应完成后，打开止水夹，轻轻挤压塑料瓶调节气体流速，同时点 燃从导管尖嘴口逸出的气体，可以看到气体安静地燃烧，拉出长长的火焰（如图 2 所示）。 实验结果 （1）本实验设计融合了化学知识和物理知识，将二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，钠与 水的反应、气体的吸收、气体的产生、液体的升降、氢气的燃烧集于一体进行了演示，不仅现象明 显，还能启发学生思考产生现象的原因。实验新颖，趣味性浓，能激发学生的兴趣，活跃学生的思 维。 （2）实验操作安全可靠，成功率高。因整个装置已处于无氧状态，钠与水反应放热产生的氢气不 会引起爆炸，故实验绝对安全。 （3）实验装置制作简便，取材容易。 注意事项及其他 （1）必须保证装置的气密性要好，这是本实验成功的关键。 （2）金属钠的取用不要太大。 8 设计编号 04-50 题目 揭秘巫婆神汉的伎俩 原料 钠、酚酞溶液、碘片、锌粉、水杯、石头、自制焰色反应器、水、硫酸铜的酒精溶液。 仪器设备 原理 1、钠与水反应浮在水面上，发出“嘶嘶”的声音。 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2、碘和铝在常温下不发生反应。加水催化剂后，反应便立即发生。 3、铜的颜色呈绿色 操作步骤 1、神奇的水杯 找一个干净的水杯，倒上清水，双手在杯子上乱比划，口中念念有 词，突然水中出现了少量的鲜血。这下可不好了妖魔鬼怪逃到水里了，需请大师化解，大师双手 比划时水面上突然出现了一个光亮的小球，且不断地四处游动，并伴有嘶嘶声，水中出现了大量的 鲜血，直至最后完全消失。 2、石头生烟 取几块石头，再取碘片和锌的混合物，成小丘，在丘顶上压一小坑。往小坑内 滴 12 滴水。碘和铝立即发生剧烈反应，产生浓厚的烟雾。 3、火烧厉鬼 大师口中念念有词，请出收妖神水，对着火焰一喷，绿妖被烧死。 4、现场揭秘 警察进门捉住道士，现场揭秘。 实验现象描述 道士依次表演水鬼被杀嘶叫流血、妖魔逃入石头中冒烟、妖魔鬼怪在神水作用下被 烧死。警察利用化学知识一一揭秘。 实验结果 注意事项及其他 1、钠块取绿豆大小。 2、喷 CuSO4 的酒精溶液时朝酒精灯火焰的斜上方。 化学情景剧 揭秘巫婆神汉的伎俩 作者： 徐华、 尚升、左强、梁高亮、李硕 单位： 当阳市第一高级中学 时间： 2011-5-18 老妇人：（咳嗽，显出悲凉的表情）唉-，我的命怎么这么苦啊，染了一身怪病，整天腰酸背痛， 浑身没一点力气。这到底是造的什么孽啊？（道士及徒儿上场） 徒儿：（虚弱）师傅啊，都一整天没吃饭了，这年头杀妖除魔的生意也太不好做啦。 道士：徒儿莫慌，面包总会有的。现在的人是没以前好骗了，不过总有笨的。（看到了老妇人眼睛 一亮，拍拍徒儿），徒儿，有饭吃有钱赚啰，跟我来！（走到老妇人面前） 道士：哎呀，这位老婆婆，我看你印堂发黑，精神恍惚，该不会是得了什么怪病吧？ 老妇人：（吃惊）大师你怎么知道的？ 道士：你身上有一股很重的妖气，依贫道看你家里来了位不速之客。 老妇人：（惊慌）这，这可怎么办？ 徒儿：老婆婆，算你运气好，你今天可是遇上高人啦，我师傅神通广大可以帮你。 老妇人：大师你一定要帮帮我，要多少钱都可以！（道士口中念念有词，在老婆婆家里走来走去） 老妇人：（咳嗽捶胸）端起水杯准备喝水。 徒儿：（大叫）老婆婆，这水喝不得！ 老妇人：（停住手，看水杯）怎么了？ 道士：（装模作样）嗯，徒儿好眼力。老婆婆这水确实喝不得，你家的那位不速之客就藏在这杯水 里。看我来收拾它。（道士念经打拳，徒弟偷偷向水中放了一小颗金属钠） 老妇人：啊呀呀，这水里怎么冒出血来了？ 徒儿：（得意）我师傅道行高，你听小鬼被我师傅杀掉嘶嘶直叫，流血了。 9 道士：老婆婆，你可以放心了，这小鬼已经被我除掉了，我保证明天你的病就好了。 老妇人：（感恩戴德）谢谢大师，这点薄礼请你笑纳。 道士：高高兴兴收下。（徒儿趁老妇人不注意向一堆石头中滴了几滴水） 徒儿：师傅，你看这石头怎么自己冒起烟来了？ 道士：老人家，看来你家还真是（发出感慨，撂下半截话） 老妇人：大师，你救救我吧，我给你钱。（硬将自己身上的钱塞到道士的兜里）（徒儿点上酒精灯） 道士：好吧，徒儿，请出降妖伏魔水（在屋里又是一阵打拳，口中念念有词）接过徒弟递过来的神 水对着酒精灯一喷。（产生一团团绿火） 徒儿：原来是个绿毛厉鬼，师傅烧死它！ 道士：老人家，这回你可以高枕无忧了，我已经把你家的妖魔鬼怪都除尽了。 老妇人：（喜）太好了，谢谢大师！谢谢大师！（道士、徒弟准备走人，警察上场） 警察：站住！ 道士：难道警察也想请我们捉鬼？ 警察：我不捉鬼，我要抓人！我已经跟踪你们两个很久了，跟我到警察局去！ 老妇人：警察先生，他们可是活菩萨呀，他们在帮我除妖治病啊。 警察：老人家，你受骗了。哪里来的什么妖魔鬼怪，这些都是他们的骗术。茶杯里的不是血，是他 们趁你不注意放了金属钠，生成了氢氧化钠使酚酞溶液变成了红色。冒烟的是他们放在石头中的碘 和锌，在水的作用下发生化学反应生成了烟。所谓的神水实际上是硫酸铜的酒精溶液。也没什么绿 毛鬼，是硫酸铜的焰色呈绿色。这些都是最基本的化学知识啊。 老妇人：原来是这样，谢谢你帮我揭开了骗局。 警察：我们要运用已有的化学知识来破除各种封建迷信，崇尚科学，远离愚昧。让我们共同努力让 骗子无处藏身。 齐：谢谢大家。 10 设计编号 05-159 题目 魔力酒吧 原料 1、碳酸钠饱和溶液、酚酞试剂、 2、10%FeCl3 溶液、10%KSCN 溶液、 3、醋酸钠过饱和溶液 4、玻璃水槽、硅酸钠（Na2SiO3）、钴、铁、铜、镍和铅的氯化物，铝、铁、铜和镍的硫酸盐，钴、 铁、铜和镍的硝酸盐 5、重铬酸铵、镁条 6、氯化钴稀溶液 实验仪器、设备、容器等用具： 仪器： 100ml、200ml、500m 玻璃杯、玻璃棒、毛笔、泥沙若干等。 实验原理： 喷雾作画 实验原理：碱遇酚酞变红。 幻变酒： 实验原理：氯化铁（FeCl3）溶液与硫氰化钾（KSCN）溶液显酒红色。 造冰新法： 实验原理：过饱和溶液不稳定，当往溶液中加入一小块溶质晶体，即能引起过饱和溶液中溶质的结 晶。 水中花园： 实验原理：金属盐与硅酸钠反应，生成不同颜色的金属硅酸盐胶体，在固体、液体的接触面形成半 透膜，由于渗透压的关系，水不断渗入膜内，胀破半透膜使盐又与硅酸钠接触，生成新的胶状金属 硅酸盐。反复渗透，硅酸盐生成芽状或树枝状。 海底火山爆发： 实验原理：重铬酸铵受热分解是强烈的放热反应，并且产生的大量的氮气。 火填支票： 实验原理：氯化钴稀溶液呈淡红色，写在纸上干后看不到颜色。当其受热时，水合氯化钴就失水变 为亮绿色的无水氯化钴。 四、详细操作步骤： 剧情介绍： 魔力酒吧地点：酒吧时间：2011 年夏 下午 人物：服务员男，二十出头，工作多年，对酒吧工作熟悉 客人李冰，男，新顾客 老板女 第一幕 幕起：魔力酒吧是老牌门店，服务生每天都一样热情迎客。老顾客在酒吧里，边品酒边畅聊，有说 有笑。李冰正路过魔力酒吧，酷暑难熬，正想找个地方歇歇，顺便解解渴 服务员：Hi，您好，请问需要点什么？ 李冰：咦？这什么酒吧啊？ 11 服务员：（用抹布擦擦招牌）这是魔力酒吧！【显色反应】 李冰：（点点头）哇，好神奇啊！ 服务员：要不来杯啤酒？ 李冰：有红酒吗？给我杯红酒吧！ 服务员：好吧，请稍等。先生，您的啤酒，请慢用！ 李冰：谢谢！诶，不对啊，我要的是红酒。 服务员：不好意思，请稍等【幻变酒】先生，红酒好了 （过一会儿） 李冰：服务员，加冰块。 服务员：好的，请稍等。【造冰新法】先生，冰来了 李冰：还不错啊！ 12 第二幕 李冰一边品酒，一边看新闻（虚拟电视新闻） 新闻主持人：日本，一个美丽的国度，四面环海，有着丰富的海底资源，美丽的海底世界，吸引了 无数的游客前往观赏（虚拟电视画面呈现地震前日本美丽画面）【水中花园】 然而，就在三月十一号，日本发生了大地震，地震撕裂原来面孔，海啸袭击，火山汹涌【海底火山 爆发】 13 李冰：哎，今年真是多灾多难的一年啊！ 第三幕 李冰将要离开酒吧，到柜台结账。 李冰：老板，埋单。 老板：您好，总共 100 元。 李冰：支票可以么？ 老板：嗯，可以。 先生，给你笔。 李冰：谢谢，我不用笔。（将支票递给服务员）【火填支票】 老板：先生慢走，欢迎下次光临。（谢幕） 注： 喷雾作画 实验步骤：1. 用毛笔蘸酚酞溶液在白纸上写上“魔力”二字； 2. 把纸晾干，钉在木架上； 14 3. 用蘸有 Na2CO3 溶液的抹布在绘有图画的白纸上擦拭，白纸上显示出“魔力”二字。 幻变酒： 实验步骤：配置 10%的 FeCl3 溶液，置于酒杯中，此时溶液显黄绿色，酷似啤酒，滴加少量无色的 10%的 KSCN 溶液，溶液迅速变成酒红色，完成“啤酒”到“红酒”的转换。 造冰新法： 实验步骤：在 60的温度下下配置醋酸钠（CH3COONa）过饱和溶液，冷却至室温，取一支吸管，在 吸管内放置一小颗醋酸钠晶体，将吸管插入到饱和溶液中时，溶液迅速析出晶体，看起来与冰无异。 水中花园： 实验步骤：将硅酸钠（Na2SiO3）溶于水中制成溶质质量分数为 40的水玻璃，轻轻将盐的晶粒， 钴、铁、铜、镍和铅的氯化物，铝、铁、铜和镍的硫酸盐，钴、铁、铜和镍的硝酸盐，加入到水玻 璃中，五彩缤纷的“花”就慢慢地生长起来了。 海底火山爆发： 实验步骤：将泥沙堆成火山状，做 2 个火山口，内各埋一只 100ml 烧杯，每只烧杯里放几药匙研磨 过的重铬酸铵，插上镁条，将镁条点燃，镁条烧热放出大量的热，重铬酸铵受热分解，火山口立即 喷出火焰以及大量绿色的三氧化二铬粉末，类似于火山灰，现象十分逼真。 火填支票： 实验步骤：用蘸有氯化钴稀溶液的笔填写仿真支票，晾干后看起来仍然像空白支票，将支票放在火 上烘烤，之前所写的字慢慢显现出亮绿色。 五、实验结果 1.剧情中所涉及的实验均能在所设置情景中完成，并能呈现精彩的实验现象； 2.魔力酒吧意在运用所学化学知识，设计相关趣味化学实验方案，将其运用到剧情中，形成了 变幻莫测的情景，颇具趣味； 六、注意事项及其他： 实验药品及道具的准备； 15 设计编号 06-146 题目 魔术时代趣味实验设计 原料 30%H2O2 溶液(AR)、FeCl3 固体（AR）、凡士林 仪器设备 自制魔术花、自制花盆、自制风车、铁架台（带夹子）、升降台、10ml 量筒、 抽滤瓶、乳胶管、止水夹。 原理 1、H2O2=H2O+O2（绿色化学） 2、魔术花内发生上述反应使得魔术花开放，化学能转化为机械能，魔术花谢 时储存在花里的气体放出推动风车转动，风能转化为机械能。 操作步骤 1、制作风车（需要一个图钉、一张 4cm*4cm 的蓝色防水纸、一把剪刀） 2、自制花盆（将华师校徽、校训图片、化学年 logo、趣味实验名称放入一 张 word 中彩打，然后用剪刀裁剪后将它们粘贴到爆米花盒子上） 3、自制魔术花（需要一个气球、一个空气冷凝管、一张防水纸、剪刀） 4、按下图搭建好装置 5、往上图中的容器中加入 10ml30%H2O2 溶液，再用玻璃棒蘸取少量的饱和 FeCl3 溶液加入其中，迅速植入魔术花并固定，魔术花慢慢开放，待魔术花不再 “长大” ，打开容器侧口乳胶管上的止水夹，乳胶管对准风车，风车转动。 实验现象描述 实验结果 注意事项及其他 1、30%H2O2 溶液、饱和 FeCl3 溶液不要加入过多； 2、反应完毕后待装置冷却后在拆卸（以防烫手）； 3、选择容积大的气球； 八、其它 郑重声明：“魔术时代”完全是自主设计创作的，没有丝毫抄袭，也没有参 考网络上的任何趣味实验作品。魔术时代的设计理念是绿色环保循环再利用，所 以我们选择药品为绿色化学品：H2O2，同时我们并没有空想设计实验，而是在实 验室亲自验证了实验的安全性以及可行性，实验结果完全符合我们的预想。 16 设计编号 07-59 题目 神奇的玻璃棒 原料 98.3%浓硫酸 高锰酸钾晶体 碳酸锂 硫酸铜 玻璃棒 酒精灯 仪器设备 原理 1、高锰酸钾是强氧化剂, 在浓硫酸的存在下氧化能力更强。 这是因为它们发生反应时, 生 成黑绿色的强氧化性油状液体 Mn2O7,同时放出大量的热。 2KMnO4 + H2SO4(浓) = K2SO4 + H2O + Mn2O7 Mn2O7 具有极强的氧化能力,酒精与它接触时, 它可以使酒精蒸气氧化并燃烧，所以酒精灯被点燃。 2Mn2O7 + C2H5OH = 4MnO2 + 3H2O + 2CO2 2、焰色反应：某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，本实验用到锂的焰色为 紫红色，铜的焰色为绿色。 操作步骤 1、取三盏酒精灯，分别剪去灯芯顶部烧焦的部分，并将其一个灯芯用硫酸铜溶液浸泡 后晾干，另一个用碳酸锂悬浊液浸泡后晾干。 2、将少量研得很细的高锰酸钾粉末放在一块玻璃片上，用蘸有少量浓硫酸的玻璃棒去沾一点高锰 酸钾粉末，用蘸有少量浓硫酸与高锰酸钾的混合物的玻璃棒依次去接触三盏酒精灯的灯芯。 实验现象描述 三盏酒精灯均被点燃，且火焰呈现不同的颜色，未做处理的酒精灯火焰呈淡蓝色，用硫酸铜溶液浸 泡过灯芯的酒精灯火焰呈绿色，用碳酸锂悬浊液浸泡过灯芯的酒精灯火焰呈紫红色。 实验结果 注意事项及其他 1 高锰酸钾与浓硫酸要临时调混。用量要少，用后残留物要及时清洗掉。 2 酒精灯的灯芯要剪平、拉松。 17 设计编号 08-45 参赛人姓名 温伟 题目 五色糖焰火 原料 氯酸钾，市售白糖，碳酸锂，硝酸锶，氯化钡，氯化铜，氯化钴，98.3%浓硫酸。 仪器设备 滴管，药匙，滤纸，白铁皮 ，铁架台（带有铁圈），坩埚。 实验装置 1cm 21cm1cm60 2cm22cm原理 浓硫酸与白糖反应时放热，放出的热量能促进氯酸钾分解，释放出氧气。氧气又进一步氧化 糖，糖的氧化放出大量热，大到足以使糖燃烧产生火焰，金属的盐混入其中，糖的燃烧足以使金属 离子产生焰色：锂：紫红色，锶：洋红色，钡：黄绿色，铜：绿色钴：蓝色。 操作步骤 （1）取氯酸钾约 3.0 克，白糖约 3.0 克分别研细，将氯酸钾和白糖混合均匀，碳酸锂， 硝酸锶，氯化钡，氯化铜，氯化钴各约 0.2 克。 （2）将氯酸钾和白糖混合物均匀平铺在铁片凹槽内，将硝酸锶，氯化钡，氯化铜，氯化钴，碳酸 锂，五小段相邻均匀铺撒在混合物的上面，盖上带有圆形小孔的铁片。 （3）用滴管将浓硫酸滴一滴于混合物起始端，观察火焰。 实验现象描述 滴入硫酸后，混合物迅速燃烧，两端喷出红，紫红两种条状火焰，铁片的小孔中发出红，黄，绿， 蓝，紫红五色混合焰色。有少量烟生成，有甜性气味。反应完成后在凹槽内有少许黑色蓬松状物质 生成。 18 实验结果 反应完成后在凹槽内有少许黑色蓬松状物质生成。金属离子产生焰色：锂：紫红色，锶： 洋红色，钡：黄绿色，铜：绿色钴：蓝色。 注意事项及其他 （1）反应过程中有些许烟生成，为白糖不完全燃烧生成，不会产生污染环境的气体。（2）反应速 率的快慢与白糖和氯酸钾的颗粒的大小有关，另外与氯酸钾和白糖的配比有关，实验时氯酸钾应稍 过量。（3）反应过程中应让盐均匀撒在混合物上，不能堆积过多，否则可能使火焰不能保持连续性。 （4）反应结束后，不应立即清洗装置，需冷却至室温。 19 设计编号 09-226 参赛人姓名 梁筱 题目 多彩人生只要争口气 原料 NH4Cl（固态）、Ca(OH)2（固态）、淀粉-碘化钾溶液 、H2O2、 鲁米诺溶液、白磷、浓硫酸、 高锰酸钾、NaOH、CS2、Na2O2、FeCl3、CuSO4 仪器设备 铁架台、试管、玻璃管、烧杯、酒精灯、胶皮管、蜡烛、木棍、小铁球、轨道 原理 1.氨气的制备 实验室，氨常用铵盐与碱作用特性制备： 2NH4Cl（固态）+ Ca(OH)2（固态）=2NH3+ CaCl2 + 2H2O Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3 氨气极易溶于水,常温常压下,一体积水能溶解约 700 体积氨气，但为了使实验现象更明显,本实 验采用稀盐酸做吸收液。当在试管中稀盐酸在外力作用下进入 U 型管时,由于压力将稀盐酸压入烧瓶 时,氨气即被溶解而产生倒吸,A、B、C 三种溶液被吸入烧瓶形成喷泉。 2.发光变色喷泉 溶液 A 中的 H2O2 具有氧化性。溶液 B 中的鲁米诺是一种发光试剂,在碱性溶液中,变成 2 价负离 子,并可被氧分子氧化成一种能产生化学发光现象的中间体。在氧化剂中,鲁米诺被转变为激发态,激 发态衰变为基态并发出荧光。所以在暗室里，就会产生耀眼的蓝色发光喷泉。如果溶液中混有适当 的荧光染料，在鲁米诺本身发光之前，若鲁米诺中间体可将能量传递给染料，则可调整发光的颜色， 例如，加入曙红，会呈现橙红色；加入靛蓝，会呈现蓝绿色3。 溶液 C 是淀粉-碘化钾溶液,关闭 B 溶液活塞，溶液 A、C 进入烧瓶形成喷泉，H2O2 具有氧化性， 与强还原性的 KI 发生反应生成 I2，I2 遇淀粉变蓝，形成蓝色喷泉。 3.小球下滑、蜡烛自燃、产生“炮仗” 浓硫酸与高锰酸钾反应生成氧化性很强的七氧化二锰，它和易燃物如乙醇等剧烈反应放出大量 热，可将乙醇等点燃。白磷极易自燃，用 CS2 溶解白磷涂在下滑轨道两旁的蜡烛上，待 CS2 挥发完 全,遇到放热，蜡烛便会自燃.在小球下滑轨道上涂上一薄层浓硫酸与高锰酸钾的混合物，把小球用 乙醇浸过,轨道两旁备好加工好的蜡烛，蜡烛上方的试管中加入硝化棉,用塞子塞好。当小球从轨道 滑下时，蜡烛自燃，试管受热,管内压力增大，将塞子冲出,像炮仗一样。这样小球一路滑下，蜡烛 也跟着点燃,还伴随着响声。 4.显色反应 当小球滑到轨道底部，撞击杠杆，拉动试管，使试管中的稀盐酸进入 U 型管，压入烧瓶，喷泉 20 发生。小球滚落到轨道下方的盛满 NaOH 的圆盘，将 NaOH 沿缺口处压出，滴入下方试管中，产生 显色反应:NaOH 能使酚酞变红，与 Fe3+生成红棕色沉淀，与 Cu2+生成蓝色沉淀，与 Co2+先生成蓝色 碱式盐沉淀，加热则转化为玫瑰色 Co(OH)2,反应方程式如下： 3NaOH + FeCl3=3NaCl + Fe(OH)32NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Cu(OH)2CoCl2 + NaOH = Co(OH)Cl + NaCl5.反应发生装置Na2O2 与 CO2 反应放出大量的热可以使棉花燃烧,燃烧的棉花烧断拉线，木棍开始做单摆运动，撞击小球，使小球沿轨道下滑，产生一系列反应。2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2操作步骤整个实验过程分为四个小过程来描述： 1. 人生要争一口气（3 分钟） 将过量 Na2O2 粉末揉进脱脂棉，把脱脂棉撕蓬松，用玻璃管对着该脱脂棉吹气，Na2O2 便于吹 出的 CO2 反应，反应放出大量热，使脱脂棉达到燃烧点燃烧，火焰烧断棉线，便发生一系列反应。 在脱脂棉中加入 Cu 等金属粉末，还可以出现彩色火焰。 2. 青春放歌我将一路前行（1 分钟） 棉线烧断后，木棍下落撞击小球，浸泡过乙醇的小球沿轨道滑下，乙醇与浓硫酸、高锰酸钾接 触反应放热，所放出的热使涂过白磷的蜡烛发生自燃，蜡烛给硝化棉封闭使馆加热，气体急剧膨胀， 产生“炮仗”。 3. 生命本五彩，要能沉住气（8 分钟） 小球在硝化棉试管的欢呼声中滑过轨道，撞击杠杆后落入 NaOH 小池并沉到底部，NaOH 溶液 从四面缺口流下，滴入周围的试管中，发生反应，生成各种不同的变色反应：使酚酞变红，与 Fe3+ 生成红棕色沉淀，与 Cu2+生成蓝色沉淀，与 Co2+先生成蓝色碱式盐沉淀，加热则转化为玫瑰色 Co(OH)2， 反应方程式如下： 3NaOH + FeCl3 = 3NaCl + Fe(OH)32NaOH + CuSO4 = Na2SO4 + Cu(OH)2CoCl2 + NaOH = Co(OH)Cl + NaCl4. 我的世界我做主（5 分钟）21 杠杆在小球撞击后牵引棉线，使棉线所联系的试管中稀 HCl 流入 U 型管右端的球形储存器中， 待圆底烧瓶中充满 NH3 后，关闭阀 a，打开阀 e，稀 HCl 便通过 U 型管流入圆底烧瓶，吸收 NH3，此 时打开 b、c 两阀，发生发光喷泉；打开 b、d 两阀，发生蓝色喷泉。整个过程还能通过开闭 a 阀补 充圆底烧瓶中的 NH3，颇有意思。 实验结束，清洗仪器。 实验现象描述 实验结果 本实验得到明显的显色反应和可控喷泉实验，具有可操作性和可观赏性。实验中只需要吹一口 气，便可进行连串反应，不但具有趣味性，涉及到无机化学、有机化学、化学热力学、化学动力学 等多方面知识，更有人生哲理蕴含其中。 注意事项及其他 1. 为了保证喷泉实验成功，圆底烧瓶必须经过干燥处理； 2. 试验中有发光喷泉操作步骤，因此操作过程需在有黑暗环境又有光源的条件下进行； 3. 白磷极易自燃，因此实验要求室温最高在 10 摄氏度左右； 4. 为使喷泉现象明显，吸收剂一改原高中化学教材中的水，采用更易吸收 NH3 的稀盐酸； 5. 浓硫酸与高锰酸钾反应生成氧化性很强的七氧化二锰，但七氧化二锰不稳定，在空气中容易分 22 解，这样会影响实验结果。为保证实验正常进行，轨道在涂抹浓硫酸与高锰酸钾后应快速进行 下一步操作； 6. 试验中有硝化棉炮仗操作步骤，因此操作者要非常小心，以防弹出的试管塞伤人； 7. 为确保实验正常进行，实验前保证 U 型管两端液位相平，实验过程中通过调节活塞保证 NH3 溶 解充分； 实验结束后清洗装置，以便下一次操作。 23 设计编号 10-182 题目 爱的奇迹 原料 硅酸钠、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌等晶体 。钠、油酸、酚酞。 仪器设备 玻璃鱼缸、小烧杯、小刀、针管、空心塑料管 原理 硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌等小晶体与硅酸钠发生反应，生成蓝色的硅酸铜、红棕 色的硅酸铁、淡绿色的硅酸亚铁、乳白色的硅酸锌。当把这些小晶体投入玻璃鱼缸里后，它们的表 面立刻生成一层不溶解于水的硅酸盐薄膜，这层带色的薄膜覆盖在晶体的表面上。它只允许水分子 通过，而把其他物质的分子拒之门外，当水分子进入这种薄膜之后，小晶体即被水溶解而生成浓度 很高的盐溶液于薄膜之中，由此而产生了很高的压力，使薄膜鼓起直至破裂。膜内带有颜色的盐溶 液流了出来，又和硅酸钠反应，生成新的薄膜，水又向膜内渗透，薄膜又重新鼓起、破裂如此 循环下去每循环一次，花的枝叶就新长出一段。这样，只需片刻，就形成了枝叶繁茂花盛开的水下 花园了。 硅酸钠能与很多金属的盐作用生成不同颜色的硅酸盐。 CuSO4+Na2SiO3=CuSiO3+2NaSO4（蓝色）Fe2(SO4)3+3Na2SiO3=Fe2 (SiO3) 3+3Na2SO4（红棕色）ZnSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+Na2SO4（乳白色）FeSO4+Na2SiO3=FeSiO3+Na2SO4（浅绿色）钠与水反应，由于钠的密度比水小、熔点低、与水反应放出的热量会使钠熔成一个闪亮的小球 浮在水面上。钠与水反应会放出氢气会使小球在水面上四处游动，事先滴有酚酞试液的水变红。 2Na+2H2O=2NaOH+H2 油酸，密度小于水且不溶于水，浮于水面上。油酸也不与硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫 酸锌、等小晶体反应 操作步骤 1、湖水的制备 将硅酸钠与水以重量比为 1:5 的比例混合制成硅酸钠溶液，将制成的溶液倒入玻璃鱼缸中。在 小烧杯中装满水将鱼放入并将小烧杯放入玻璃鱼缸中。 2、眼泪的制备 在烧杯中加入 5ml 油酸，将硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌的晶体放入烧杯。再另取一烧 杯加入盐酸溶液 2ml,酚酞 1ml。用针管在前一烧杯底部抽取几粒晶体并抽取少量油酸。再在后一烧 杯中抽取少量混合液。 晶体 混合溶液 24油酸3、“草”的制备 将一截中空的塑料管从中间位置用小刀划一个口并折弯，将新取出并已打磨好的钠粒放入管中，调 整位置于管中间的开口处。同理制作五个。 钠 空心塑料管 将上述准备做好后，实验就可以开始了。将依次制取五滴眼泪分别滴在折弯处。 实验现象描述 片刻后玻璃鱼缸中溶液呈粉色并长出各种各样的枝条、纵横交错地伸长着，绿色的叶子越来越茂盛， 鲜艳夺目的花儿也开放突起！五根草汇聚在一起形成一个五角星，湖水变为红色。 （ 正 视 图 ） 25 （ 俯 视 图）实验结果 硅酸铜、硅酸亚铁、硅酸铁、硅酸锌形成了不溶于溶液的柱状物，钠与水完全反应。油酸在水面铺 展。 注意事项及其他 1、将装有鱼的小烧杯放入玻璃鱼缸时液面应没过小烧杯上沿少许 2、避免晃动烧杯 3、制作“眼泪”时，无机盐晶体不宜太小 4、制作“草”时要快速，避免钠过多的被氧化 参考文献： 实验亮点一、 鱼小烧杯中的水与外界鱼缸中的溶液因浓度差会相互渗透。会带来两点好处：溶液上层水的比例增大， 有利于钠的完全反应；鱼在水中的游动增加了实验的观赏性。 二、 眼泪 眼泪制作时利用油酸将晶体与溶液分开：一方面保护晶体不被溶解；一方面油酸在液体表面有铺 展效应为草的移动提供动力。眼泪中的酸是为了溶解钠表面刚形成的氧化物以便于反应的进一步进 行。溶液最终显碱性，眼泪中的酚酞会使溶液变红增加了实验的趣味性。 26 三、 草 钠与水反应放出气体为草的移动提供了主要动力。而钠表面会形成的氧化物薄膜只有少部分露在 管外与溶液接触，当眼泪滴下时酸只会溶解掉露在外的氧化物使钠暴露出来与水反应，少部分的反 应使得放出热量减少不足以使钠全部融化为小球也就不会从缝隙中掉落，氧化物也起了一定的保护 作用。反应放出气体本应是四面八方，但由于塑料管的限制只向塑料管突出一方放出气体，眼泪中 含有的油酸覆盖在折弯处阻断了气体向上的喷出使得气体方向一致对外增强了动力。 四、 环保 本实验还体现了环保的概念。试验完成后溶液中的重金属离子形成柱状不会溶解在溶液中，存 在的少量其它离子不会影响到鱼的生存鱼依然可以自由自在的游玩。废液处理时，先用针管缓慢的 抽出玻璃鱼缸中的溶液，再将重金属收集出来特殊处理。 爱的奇迹 【演出长度】15 分钟 【演出形式】舞台剧 【剧情大纲】 传说草原上的少女因担心爱人而流下的思念的泪水滴入了湖水中。奇迹出现了：水中出现了一 座美丽的花园而水面上五根折而未断的草聚到了一起形成了个五角星，就在这时耳边传来了爱人的 马蹄声。 【人物表】（依出场顺序排列） 湖水 眼泪 草 第一场 湖水的制备 * 景：玻璃鱼缸 * 人：硅酸钠溶液，水 片片云来，重叠融合成块，遮蔽了草原上的天空。暗淡的光线，让阔渺的原野充满了野性的神 秘。（取出小烧杯量取 50ml 硅酸钠水溶液，大烧杯量取 250ml 水）可是美丽的科尔沁少女却无心欣 赏这养育她长大的草原。（将两溶液倒入玻璃鱼缸中搅拌均匀）因为她的爱人正在这片大草原的不 知哪个角落奔波着，为了他们的牛羊马匹，他们的生活。（再在另一小烧杯中装满水将鱼放入并将 小烧杯放入玻璃鱼缸中） 水里的鱼欢畅的游着 第二场 眼泪的制备 * 景：针管 * 人：盐酸溶液，油酸，硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌的晶体 每年的九月中旬草原就开始优雅的穿上金黄色外衣来抵御即将到来的寒冬，而他的子女们却要 在此时争分夺秒的奔波在草原上。（在烧杯中加入 5ml 油酸，将硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸 锌的晶体放入烧杯）去