勤探究抓变质凶手,出奇招“保”石灰溶液

    阳坤志

    摘要:实验中,最令人头痛的是实验材料的变质.一次偶然的机会我发现石灰水变质的问题.为了减少石灰水(氢氧化钙溶液)等试液变质,大家各出奇招.本次探究,我亲手实践,粗略计算,简易取材,最终通过采用油层成功“保卫”了石灰水.

    关键词:亲手实践 粗略计算 低消耗 高效率

    为了让我们对各种反应现象有所了解,老师准备了一节实验课,并让我去帮忙拿石灰水.实验桌上的石灰水有些浑浊,我想到了老师上课写的化学方程式,是石灰水和空气中的二氧化碳反应了吗?查了书本后,我了解到空气中的二氧化碳含量只有0.04%,石灰溶解度仅为0.15左右,且反应消耗的二氧化碳和石灰质量比是44∶100,所以我决定设计一个方案来“保卫”石灰水.一、准备工作

    探究如何保卫石灰水之前,我需要首先计算出石灰水变质所需空气体积.于是我首先进行了第一次尝试实验.

    实验材料:海苔包装中的干燥剂(浸水)、吸管足量、打气筒一只.

    实验过程:将石灰轻轻放入水中用筷子搅拌后用打气筒打了数十下,石灰水没有变浑浊.经思考后,猜测是石灰水浓度不够.向石灰水里用吸管吹气,石灰水依然没有浑浊.

    反思:查资料后了解到石灰水要静置一晚.第二天,我的同學告诉我,他昨天做这个实验,成功了,但是却用打气筒打了很久.但是,实验室里的浑浊石灰水怎么解释,真的需要这么多空气吗?思考良久,我上网看视频,突然发现,将纯二氧化碳气体通入水中时,由于气体在水中快速上升,无法完全被吸收,导致效果变差.空气也是这样,在细口瓶里,空气中的二氧化碳得以和石灰水完全反应,但是打气筒打进的空气中,二氧化碳无法和空气充分反应.要想充分反应,又想加快速度,我想到了增加接触面积.于是,我有设计了另一套试验方案.

    实验材料:石灰水(足量)、吸管足量、一只250毫升透明饮料瓶、2只小玻璃杯.

    实验过程:我先用嘴吹气检验出石灰水质量合格,再将少量石灰水装入饮料瓶,盖紧瓶盖,摇晃并使液体与空气接触面积尽量增大.通过挤压、放松软塑料瓶换气.最后再将实验组和对照组各倒入玻璃杯观察.摇晃三次,溶液便变浑浊了,再取等量溶液,继续试验,发现摇晃两至三次即可变浑浊.

    实验结论:除去溶液体积和换气的不均匀性,大约每次消耗200毫升空气,按平均算,仅仅只要和500毫升左右的空气反应,即可使50毫升左右的石灰水完全变浑浊.可知,如果开盖次数太多,极易使石灰水浑浊.二、筹划保卫计划

    经过一番实验后,“安保”意识得到了强化,灵感如雨后春笋般冒了出来.一开始,我想到了我以前存放铁粉的办法,将铁粉和硅胶干燥剂存放在一起,硅胶干燥剂吸收水分保证铁粉不生锈,要用铁粉时再用电磁铁将它吸出来.同理,是不是存放石灰水是也可以用同样的方法呢?目前已知吸收二氧化碳能力最强的是氢氧化钠溶液,本来是很好的一种原料,但是由于密度比石灰水大,无法真正达到保护作用.过氧化钠又是固体,极其不便.于是,我又陷入困境之中.

    在整整过了三天之后,一个阳光明媚的周末,幸运之神终于眷顾我了,课时集训上的一项作业指出了用油层隔绝空气的办法.我欣喜若狂,赶紧回家试了试,小心地将油倒进溶液中,制成不透气的油膜.静置……一星期……两星期……实验成功!

    但是,还有另一个问题急需解决,怎么从油层下取出石灰水呢?联想起我之前做的一个虹吸现象的实验,把一根吸管插入水中并装满水,将取水处略低于吸水处.神奇的现象发生了,虽然吸管顶端高于吸水端,但是水依旧从下运到上,再到下面.因为大气压的作用,后端水柱重力大于前端,导致前端水柱被“拖拽”.利用虹吸效果,可以将油层下端的石灰水溶液取出,且可以一次性取很多.

    如果每次需要取大量石灰水,最好用传统的木塞,如果每次只需取少量石灰水,最好用油层.三、收获与反思

    生活中总是存在设计的弊端,我们不能只是容忍这种弊端,而应要求把误差减到最小,舒适度提到最高,所以我们应当观察生活中平凡的细节,从细节发现真理,发现疑问.

    这样不仅能积极开动脑筋,发挥拓展思维,也能深度消化知识,把书读透、读厚,提高计算能力和知识素养.

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