第13课时 趣味实验

●第十三课时●

趣味实验

●水底花园

[实验用品]

仪器：大烧杯（或玻璃缸）、胶头滴管

固体药品：颗粒状氯化钙、硫酸铜、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镍、沙子

液体药品：20％水玻璃（Na2SiO3）溶液

[实验内容]

取一只大烧杯(或玻璃缸)，在其底部铺一层洗净的沙子，加入20％的水玻璃溶液(约占容积的2/3)。然后把粒状的氯化钙、硫酸铜、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸镍(绿豆大小)分别小心地放入烧杯中不同的位置，约半小时后就会看到这只烧杯中长出各种不同颜色的“枝条”，有的甚至浮出水面，开出色彩艳丽的“花朵”，犹如一座美丽的“水底花园”。若要长期保存，可用吸管吸出多余的硅酸钠溶液，并小心注入清水，吸出的硅酸钠溶液可重复使用。

[实验原理]

金属盐溶解在水玻璃溶液内与Na2SiO3生成沉淀，在盐晶体表面形成一层薄膜。这种薄膜具有半透性，可使水渗透到晶体中，这样使更多的盐溶解，并使膜内压增加，最后胀破。由膜内逸出的金属盐与Na2SiO3相遇，形成新膜，这个过程不断继续下去，直到金属盐全部溶解。由于重力场的作用，在薄膜顶点处盐的浓度最低，膜最薄，从而顶点胀破，表现为晶体生长。

反应方程式：

CaCl2+ Na2SiO3===CaSiO3(乳白色)↓+2NaCl

CuSO4+ Na2SiO3===CuSiO3(蓝色)↓+Na2SO4

FeSO4+ Na2SiO3===FeSiO3(浅绿色)↓+Na2SO4

2FeCl3+3Na2SiO3=== Fe2(SiO)3(红棕色)↓+6NaCl

NiSO4+ Na2SiO3===NiSiO3(墨绿色)↓+Na2SO4

●茶水——墨水——茶水

星期天，晓明同学和爸爸在市工人文化宫看了一场魔术表演，其中有一个节目是：茶水变墨水，墨水变茶水。台上的魔术师手里端着不满一杯棕黄色的茶水，只见他用玻璃棒在茶水中搅动一下，大喊一声“变，此时，茶水立刻变成了蓝色的墨水。接着，这位魔术师又将玻璃棒的另一端在墨水杯里搅动一下，大喊一声“变”，果然，刚刚变成的蓝墨水又变成了原来的茶水了。多么奇妙的表演呀！晓明同学赞不绝口。

这是个非常有趣的化学反应。原来玻璃棒的一端事先蘸上绿矾（化学名称叫硫酸亚铁）粉未，另一端蘸上草酸晶体粉未。因为茶水里含有大量的单宁酸，当单宁酸遇到绿矾里的亚铁离子后立刻生成单宁酸亚铁，它的性质不稳定，很快被氧化生成单宁酸铁的络合物而呈蓝黑色，从而使茶水变成了“墨水”。草酸具有还原性，将三价的铁离子还原成两价的亚铁离子，因此，溶液的蓝黑色又消失了，重新显现出茶水的颜色。这种现象在人们生活中也是经常遇到的，当你用刀子切削尚未成熟的水果时，常常看到水果刀口处出现蓝色，有人以为是刀子不洁净所造成的。其实，这种情况同上述茶水变墨水是一样的道理，就是刀子上的铁和水果上的单宁酸发生化学反应的结果。

●自动长毛的鸭子

用铝皮剪成一个鸭子形状（兔子、猫、老鼠……随便啦），用棉签沾上HgNO3溶液涂在铝皮上，过几分钟后将铝皮上的HgNO3搽干。接着就可以看见铝鸭子自动长出白毛出来！

实验原理：铝为活泼金属，但由于铝表面有致密的氧化膜，阻止了铝与空气的反应。HgNO3溶液涂上去后，破坏了致密氧化膜，同时形成Al—Hg合金，使得Al表面不能再形成致密氧化膜。Al可以持续和空气中的氧气反应，生成白色Al2O3。

注意事项：HgNO3为剧毒化合物，实验时注意防护措施！

●自燃——糖与氯酸钾的反应

【实验原理】

浓硫酸与糖反应时放热，放出的热量能促进氯酸钾的分解，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。

【实验步骤及现象】

将糖粉与等量氯酸钾混合均匀放进蒸发皿内，在混合物顶部轻轻地挖一凹痕，向凹痕中滴一滴浓硫酸，即发生自燃。

注：这个实验应在通风橱中进行。

●变形鸡蛋

通常，鸡蛋壳是比较硬的，如果没有学过化学，人们大概会被下面这个小魔术迷惑：拿一个普通鸡蛋，让观众看一看，捏一捏，试试它的硬度，再拿出两个花瓶（或烧杯），让其中一个瓶口稍大于鸡蛋，另一个稍小于鸡蛋，演示一下鸡蛋是无论如何也放不进小花瓶的，事先在大花瓶内装入稀盐酸，小花瓶内装入清水，保持其外观一致。

先将鸡蛋放入大花瓶，稍待片刻，把鸡蛋倾倒而出，放入小花瓶。

上面的魔术是什么原理呢？你也许已经猜到，由于鸡蛋壳主要是由CaCO3等物质组成，当浸入稀盐酸时，发生反应2CaCO3+2HCl==Ca(HCO3)2+CaCl2，鸡蛋壳溶解，所以鸡蛋变软，又由于鸡蛋内膜由非碳酸盐组成，不溶于稀盐酸，所以又不会破裂，而保持鸡蛋原形。

如果你想表演这个魔术，那么还要注意：

1．花瓶（或烧杯）最好是透明的，以显示花瓶大小无变化。

2．对瓶中的溶液或水应做如下解释：为保证鸡蛋在放入瓶中不会摔碎，所以都加入水以缓冲冲力。

3．鸡蛋放入稀盐酸中的时间应在表演前试验好，以保证鸡蛋在所需的时间内变软，但仍能保持原来外形，只是表皮变得有弹性啦，如所需时间太长，可加大盐酸浓度。（用浓醋酸也可）

4．当鸡蛋在大花瓶中时，应适当转移观众注意力，以免被发现瓶中有小气泡生成，如果离观众远，则不存在此问题。