對(duì)初中化學(xué)教材中一道習(xí)題探究的思考

鐘子敏

一、提出問(wèn)題

人教版初中化學(xué)教材第78頁(yè)有一道題：雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，將一個(gè)新鮮的雞蛋放在盛有足量稀鹽酸的玻璃杯中，可觀察到雞蛋一邊冒氣泡一邊沉到水底，一會(huì)兒又慢慢上浮，到接近液面時(shí)又下沉，請(qǐng)你解釋該現(xiàn)象。考慮到實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的多種實(shí)驗(yàn)操作技能，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，我們把該課題改成學(xué)生的趣味實(shí)驗(yàn)并要求學(xué)生如實(shí)記錄觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅出乎學(xué)生意外，更讓我們始料不及。實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象卻是雞蛋不能自動(dòng)沉浮。為什么實(shí)際反應(yīng)的現(xiàn)象和課本描述的不一樣呢？

二、實(shí)驗(yàn)探究

下面是在老師的指導(dǎo)下學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程的記錄。

我們用38%的濃鹽酸與水的體積比分別為5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、10∶190、9∶191、8∶192、5∶195的溶液做實(shí)驗(yàn)，分別得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，詳見(jiàn)下表：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綜上所述，我們認(rèn)為用38%的濃鹽酸和水以8∶192的體積比混合，鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1～2%范圍內(nèi)，做雞蛋沉浮實(shí)驗(yàn)比較合適，但由于雞蛋浮到液面時(shí)只是露出液面一小部分，逸出的氣體少，且有膠狀物包裹氣泡，氣泡不易破裂，對(duì)浮力的改變影響不大，所以雞蛋不會(huì)“主動(dòng)”下沉。

三、理論分析

經(jīng)查詢(xún)得知蛋殼的構(gòu)成主要有兩部分，一是由蛋白質(zhì)纖維和粘多糖類(lèi)所構(gòu)成的基質(zhì)，然后才在這蛋白質(zhì)基質(zhì)上堆積CaCO₃，最后是蛋殼上附有一層蛋白質(zhì)的外膜。當(dāng)?shù)皻づc稀鹽酸接觸時(shí)，CaCO₃與鹽酸作用產(chǎn)生了CO₂氣體。如果鹽酸濃度大，產(chǎn)生大量CO₂氣體使殼里的蛋白質(zhì)脫離蛋殼，從而看到有白色泡沫或絮狀物質(zhì)剝離蛋殼，漂浮在液面。如果鹽酸濃度小，殼里的蛋白質(zhì)和粘多糖類(lèi)會(huì)“包裹”氣泡，不讓氣泡輕易破裂。所以要人為地把蛋殼表面附著的氣泡刮走一部分，雞蛋才會(huì)下沉。

四、反思與評(píng)價(jià)

雞蛋能否既可做實(shí)驗(yàn)又可食用呢？我們決定用食醋代替鹽酸。于是我們把200mL的食醋（9°）倒入玻璃杯中，放入一只洗凈的雞蛋，觀察到雞蛋表面慢慢形成許多小氣泡，經(jīng)比較，反應(yīng)速率明顯比1.8%的鹽酸慢。大約4分鐘后，可觀察到雞蛋自動(dòng)上浮，浮出水面后只有極少部分氣泡消失，雞蛋并沒(méi)有下沉，刮走一些氣泡后，雞蛋下沉，基本能夠觀察雞蛋“沉→浮→沉”的現(xiàn)象，而且還可以制作醋蛋。

從學(xué)生研究過(guò)程的記錄來(lái)看，我不得不佩服學(xué)生身上蘊(yùn)藏的巨大能量。在一本教師培訓(xùn)教材中，我看到這么一句話(huà)：“雞蛋在稀鹽酸（20%）溶液中，為什么會(huì)像海洋的潛水艇一樣自動(dòng)潛水？”從中可知培訓(xùn)教材提到的鹽酸濃度約為20%，而學(xué)生得出的結(jié)論是鹽酸濃度約為1.8%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果推翻了教材上的結(jié)論。這種懷疑、創(chuàng)新的精神正是我們當(dāng)今教育要大力提倡的，而且學(xué)生還解釋了雞蛋并不是“自動(dòng)”沉浮的，這由氣泡能否逸散以及逸散多少來(lái)決定。另外，新鮮雞蛋往往并不能反復(fù)上下移動(dòng)。

根據(jù)學(xué)生的研究結(jié)果，我建議這道題以家庭小實(shí)驗(yàn)的形式出現(xiàn)，在家里完成下列實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)洗凈的雞蛋完整地放入玻璃杯中，再向杯中倒入食醋，使液面高于雞蛋約1cm。

（1）30秒后觀察，發(fā)現(xiàn)雞蛋表面聚集了很多小氣泡，并不斷增多、變大，小氣泡中的氣體是_________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________。

（2）大約4分鐘后，可觀察到雞蛋自動(dòng)上浮，浮出水面后部分氣泡消失，輕輕刮掉附在蛋殼表面的氣泡，雞蛋隨即下沉。在討論雞蛋為什么上浮時(shí)，三名學(xué)生分別說(shuō)出了以下三個(gè)原因，其中符合科學(xué)道理的是____________。

甲：生成的氣體聚集在雞蛋的表面，增大了排開(kāi)液體的體積。

乙：蛋殼發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，使雞蛋的質(zhì)量減輕。

丙：醋酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，使溶液的密度減小。

（責(zé)任編輯 羅 艷）