開學初,科學老師在課堂上演示NaOH溶液使無色酚酞試液變色時,她把無色酚酞試液滴人盛有NaOH溶液的試管內,我觀察到溶液變紅后又立即褪成無色。為什么氫氧化鈉溶液使無色酚酞變紅后又褪成無色?
在老師的指點下,我設計了如下的實驗方案來尋找答案:
一、實驗目標:1 通過實驗得出,氫氧化鈉溶液使無色酚酞試液變紅后,又褪成無色的原因;2 通過實驗感受科學探究的艱苦與快樂,培養科學素養和科學精神。
二、實驗原理:通過觀察,比較不同濃度的氫氧化鈉溶液使無色酚酞試液變紅后,是否褪成元色,從而得出氫氧化鈉溶液使無色酚酞試液變紅后又褪成無色,是否與氫氧化鈉的濃度有關?有怎樣的關系?
三、實驗器材:10%、5%、3%、1%、0.8%、0.6%、0.4%、0.2%的氫氧化鈉溶液各一小瓶,氫氧化鈣溶液1小瓶,試管10支,膠頭滴管10支。
四、實驗過程:
1 配制10%、5%、3%、1%、0.8%、0.6%、0.4%、0.2%的氫氧化鈉溶液,飽和氫氧化鈣溶液(氫氧化鈣微溶于水,即使是飽和溶液,濃度也不會超過0.2%)。
2 分別取3毫升10%、5%、3%、1%、0.8%、0.6%、0.4%、0.2%的氫氧化鈉溶液,依次注入8支潔凈的試管內(8支試管都要貼上有編號1-8的標簽),再分別滴入2滴酚酞試液,仔細觀察8支試管內液體顏色的變化,并及時把觀察到的現象記錄在下表里。
3 取一支潔凈的試管,貼上編號為9的標簽。取3毫升氫氧化鈣溶液注入9號試管,再滴入2滴無色酚酞試液,把觀察到的現象記錄上表。 對實驗的現象進行分析,可得出結論:低濃度的氫氧化鈉溶液能使無色酚酞試液變紅后,長時間不褪色;氫氧化鈉溶液濃度較高(大于等于3%)時,使無色酚酞變紅后,又立即褪成無色;氫氧化鈉濃度越高褪色越快。
五、問題討論:為什么還要用氫氧化鈣溶液進行實驗?
我們知道,氫氧化鈣微溶于水,0℃時溶解度為0.2克,且它的溶解度隨著溫度的升高而降低,即使是飽和溶液,濃度一般也會低于0.2%。用氫氧化鈣溶液進行實驗,是為了進一步證明低濃度的堿性溶液能使無色酚酞試液變紅后,較長時間內不會褪色。
對實驗現象的微觀假設解釋:低濃度氫氧根離子能使酚酞分子的結構發生改變而變紅,較高濃度的氫氧化鈉溶液電離出的氫氧根離子濃度也較大,過量的氫氧根離子能使分子結構已發生改變的酚酞分子繼續改變,繼而使紅色褪去變成無色。
六、實驗心得與反思:
每一個小小的問題都有可能引發科學的發現。只要我們在日常學習和生活中留心觀察,多提出問題,多思考、多實驗,肯定會有新發現。
而且,我也了解了科學探究的基本過程:提出問題——建立猜想和假設——制訂計劃(或設計實驗方案)——獲取事實與證據——檢驗與評價——合作與交流。科學探究通常要經過多次失敗,才能換來最終的成功。
通過這次探究實驗活動,我的實驗設計能力、動手實驗能力、分析和解決問題的能力,都得到了較快提高,還體驗到了探究知識的辛苦與快樂。 不過,我還有一個疑問:是否所有的堿溶液都是濃度較高時,使無色酚酞試液變紅后,又立即褪成無色;而濃度較低時,使無色酚酞試液變紅后,較長時間不褪色?
至于這個問題,我想以后再和同學們一起來享受探究的快樂。
(指導老師:伍靈保)