想象一下,一樹櫻花正在你的書桌上悄然綻放,在燈光的照耀下,花朵還會閃閃發光。當你對它進行一些奇妙的操作時,粉色的櫻花又會瞬間變成藍色。這是不是像魔法一樣神奇?讓我們通過“紙上櫻花”實驗打造這棵充滿奇幻色彩的櫻花樹,探索其中的科學奧秘吧!
實驗材料
培養皿、藥匙、濾紙、研缽、彩鉛、氯 化鈷晶體、飽和碳酸鈉溶液、膠頭滴管等。
實驗步驟
1.用彩 鉛在濾紙上 畫出櫻花樹的樹干,再將這張濾紙放在培養皿中,如圖1。
2.用膠頭滴管吸取適量飽和碳酸鈉溶液,滴在濾紙上。
3.佩戴好護目鏡和手套,用研缽將氯化鈷晶體搗碎,再用藥匙將其撒到樹枝上,如圖2。
4.用燈光照射,可以看到“櫻花”閃閃發光,如圖3。
5.用吸管將培養血中的溶液吸干,將濾紙取出放在陶土網上加熱,會發現粉色的“櫻花”逐漸變成藍色,如圖4。
安全提醒
氯化鈷等無機鈷鹽有一定的毒性,做實驗時須戴上護目鏡和手套,以保護眼睛和皮膚。實驗結束后一定要洗手。
實驗原理
氯化鈷晶體( CoCl2 )與碳酸鈉(Na2CO3 )溶液會發生反應,其反應方程式為:
CoCl2+Na2CO3=CoCO3↓+2NaCl
反應時,溶液顏色由氯化鈷晶體的粉紅色或藍色逐漸變渾濁,最終析出粉紅色的 CoC03 沉淀,這種沉淀能長久地保持鮮艷的粉紅色。
氯化鈷在與水接觸時,不會發生水解反應,而是形成水合物。其在無水狀態下呈藍色,水合物則有不同的顏色,如 CoCl2?H2O 是藍紫色,CoCl2?2H20 是紫紅色, CoCl2?6H2O 是粉紅色。烘烤后失去結晶水,逐漸轉變為藍色的無水 CoCl2 ,從而實現顏色變化。
科學大視野
氯化鈷在不同水合狀態下呈現不同顏色,這一特性使其在多個領域有獨特應用。在儀器保護方面,添加了氯化鈷的變色硅膠干燥劑干燥時呈藍色,吸水后呈粉紅色,提示人們及時進行干燥處理。在農業生產中,含氯化鈷的濕度監測設備可實時監測濕度,方便種植人員調整環境參數,提高作物產量。在藝術創作中,用含有氯化鈷的顏料繪畫,畫作會隨濕度變色,增添藝術魅力。
[本文系山東省基礎教育教學改革項目“‘教-學-評’一致性視域下基礎教育科學課程實施模型構建與實踐”(項目序號:193)的研究成果]
(欄目編輯 田春憶 秦銀銀)