华师 叶脉书签实验报告.docx

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华师叶脉书签实验报告

探究性实验设计——叶脉书签的制作

小组成员：

xxxxxxxx

实验背景

本探究课题选自人教版《义务教育课程标准实验教科书化学》九年级下册第十单元酸和碱，课题1常见的酸和碱，第二课时常见的碱第57页的家庭小实验——叶脉书签的制作。

其制作原理为：

叶肉细胞表面的细胞膜主要成分是脂质，而碱具有腐蚀性，能与酯反应，最终导致细胞膜破裂，从而使叶肉容易被刷去。

而植物的叶脉由坚韧的纤维素构成，在碱液中不易被煮烂。

用碱液处理过后的树叶剩下叶脉和叶柄，经过漂白和染色后可以作为书签。

本实验简单又趣味，树叶是生活中常见易得的物品，使用的化学试剂在实验室都可以找到。

通过制作叶脉书签，既能锻炼同学们的动手能力，又可以调动学生的学习兴趣，对强碱NaOH的腐蚀性有更加深刻的了解。

体现了寓教于乐、化学联系生活的教学思想。

二、探究问题的提出

教材上给出的步骤非常简单，并没有指出要用哪种树的叶子，也没有给出具体煮沸时间，采用10%的氢氧化钠溶液也未必是最佳浓度。

若是作为课后活动，可以让学生自己探究，激发学生的潜能，培养学生的动手能力。

但若应用到课堂教学中，反应时间过长则不利于课堂的展开，过短叶肉腐蚀不够充分；碱液浓度过低则反应时间会过长，浓度过高则会造成浪费且叶脉会受到损害；叶子种类的选择正确会使实验事半功倍且得到的叶脉书签美观，若选择不当不仅时间过长，成品也不好看。

总而言之，就是教材中并没有具体给出实验的最佳条件，不利于课堂教学。

为了得到最佳条件，我们提出以下几个探究问题：

⑴生活中什么大小的、什么种类的树叶做出来的叶脉书签才够美观耐用？

⑵什么质量分数的氢氧化钠的腐蚀效果最好？

⑶煮沸的时间应该要多少分钟？

3、相关资料查阅综述

通过查阅资料，我们发现，近年来叶脉书签制作实验的改进主要是用洗衣粉作为腐蚀剂，或者是在氢氧化钠溶液中加入碳酸钠或碳酸氢钠。

由于这个实验的目的是让学生了解到碱的腐蚀性，因此我们觉得采用氢氧化钠比较好，用洗衣粉可能不大适合课堂教学，倒是适合学生课外在家里自己制作叶脉书签。

而在氢氧化钠中加入碳酸钠或碳酸氢钠虽然可以加快腐蚀速度，但其实单单使用氢氧化钠作为碱液腐蚀性就已经足够了，而且溶液配制的步骤也比较简单。

因此我们决定采用氢氧化钠溶液作为碱性腐蚀剂，不仅适合课堂教学演示，也适合学生自主进行实验。

4、实验设计方案

通过不同浓度的氢氧化钠（5%、10%、15%）与不同煮沸时间（5分钟，10分钟，15分钟）的组合，探究最佳氢氧化钠浓度和最佳煮沸时间。

再在相同条件下，探究最适合用来制作叶脉书签的树叶种类，以及最佳染色剂。

实验步骤主要有：

选材→碱液配制→加热→漂洗→刷洗→漂白→染色

五、实验反应原理

叶片的叶肉中含有大量多糖物质（淀粉）遇到腐蚀性液体就会发生腐烂。

经过加热，它会腐烂得更快。

叶脉（纤维）比较坚韧，不容易被腐蚀。

因此，可以将一些叶片坚硬、叶脉坚韧（网状叶脉）的树叶，用氢氧化钠等碱性溶液加热煮沸，可以水解掉叶肉等部分，仅留下网状脉，制成叶脉书签。

6、实验仪器与试剂

1、药品

树叶：

坚硬、网状脉比较明显的叶片，如白玉兰花叶、紫荆叶、芒果树叶、

榕树叶等。

丙烯颜料、蓝色墨水、品红溶液、NaOH固体、20%的双氧水（或漂白液）

2、仪器

烧杯（500mL）、电热炉、电子天平、镊子、牙刷、试管刷、玻璃棒、报纸、

计时器、厚纸板。

七、实验装置图

八、实验基本步骤

1、选材：

选取叶质较厚、大小适中、叶面平整、叶脉丰富的叶片，我们采集了

白玉兰树叶、榕树叶、水葡萄叶、芒果树叶若干。

用清水刷洗除去表

面尘土污垢，晾干待用。

2、配制碱液：

①5%NaOH溶液：

用电子天平称取15gNaOH固体于500ml烧杯中，边加

水边搅拌至300g。

②10%NaOH溶液：

用电子天平称取30gNaOH固体于500ml烧杯中，边加

水边搅拌至300g。

③15%NaOH溶液：

用电子天平称取45gNaOH固体于500ml烧杯中，边加

水边搅拌至300g。

3、叶脉书签制作：

（1）最佳碱液浓度与煮沸时间探究

①加热：

把要探究的浓度的碱液放到垫有石棉网的电热炉上加热，近沸时

把三片玉兰树叶浸入溶液，开始计时，边加热边搅拌。

待树叶加

热5分钟、10分钟、15分钟后，各取出其中一片树叶，做好标记。

②漂洗：

停止加热，用镊子取出叶片,放入盛有清水的烧杯中漂洗干净。

③刷洗：

将叶片放在厚纸板上，把牙刷打斜（与水平面大约成45度角），

顺叶脉轻轻地刷净叶肉，刷时注意：

只向一个方向刷（绝对不能

来回刷），以免将叶脉刷坏。

刷时先从背面开始，刷净背面再刷正

面，主叶脉边沿处可用敲出法。

刷洗干净后放到报纸上晾干。

④对比：

对比不同浓度碱液和不同煮沸时间制作出来的叶片脉络，选出最

佳的碱液浓度和煮沸时间。

（2）相同浓度和煮沸时间下不同树叶制作效果探究

①加热：

将某一浓度的碱液300ml至于垫有石棉网的电热炉上加热至近沸，

放入四种不同种类的树叶，加热10分钟。

②处理：

按照

（1）中的步骤进行漂洗、刷洗。

③对比：

各种树叶的制作效果，并选出最佳树叶。

（3）不同染色剂效果探究：

①选取：

三片同种树叶制作的叶脉三片。

②漂白：

用20%的双氧水（或漂白液）漂白叶脉，约15分钟。

③染色：

用蓝墨水、颜料、品红溶液分别对三片对叶脉进行染色，晾干。

④对比：

对比评价不同染色剂的染色效果，选出最佳染色剂。

实验过程图片记录：

加热准备刷洗

刷洗后染色后

制作出来的所有叶脉书签

九、实验记录

1、最佳浓度及最佳煮沸时间的探究

煮沸时间/min

5

10

15

5%NaOH溶液

刷洗耗时较长，叶脉清晰完整，有少量叶肉残留。

刷洗耗时较短，叶脉清晰完整，叶肉基本无残留。

刷洗时间很短，叶脉清晰完整，叶肉基本无残留。

10%NaOH溶液

刷洗耗时较长，叶脉清晰完整，叶肉稍有残留。

刷洗耗时较短，叶脉清晰完整，残留少。

叶片松软卷起，刷洗耗时很短，叶脉清晰无残留。

15%NaOH溶液

刷洗耗时较长，叶脉清晰完整，叶肉稍有残留。

刷洗时间较短，叶脉清晰完整，残留少。

叶片松软卷起，刷洗耗时很短，叶脉清晰无残留。

实验结果：

5%NaOH为最佳氢氧化钠浓度，10分钟为最佳煮沸时间。

5%氢氧化钠玉兰叶处理效果图：

10%氢氧化钠玉兰叶处理效果图：

染色前

染色后

15%氢氧化钠玉兰叶处理效果图：

染色前

染色后

2、探究同种实验条件下不同树叶制成效果

树叶

白玉兰叶

芒果树叶

水葡萄叶

榕树叶

实验现象

叶肉易刷耗时短，叶脉清晰无残留，外形美观。

叶肉较难刷，耗时比玉兰叶长，叶脉清晰残留较少，但外形较不美观。

叶肉难刷耗时很长，叶脉较不清晰，残留较多。

叶肉基本不被腐蚀，耗时过长，无法看到叶脉。

实验结果：

白玉兰叶为最佳树叶。

不同树叶效果图：

3、探究不同染色剂制成效果

染色剂类型

蓝墨水

品红

颜料

实验现象

染色均匀但不明显

染色均匀效果明显

上色较难染色不均匀

实验结果：

品红溶液为最佳染色剂。

芒果叶染色剂探究效果图：

十、实验结果与讨论：

通过对比相同浓度氢氧化钠溶液，不同煮沸时间的玉兰叶处理得到的叶脉，我们发现5分钟的煮沸时间太短，叶肉腐蚀不充分，导致刷洗时间较长，刷洗后叶肉残留较多。

而10分钟与15分钟处理效果差别不大，叶脉皆完整且基本无叶肉残留，只是15分钟的叶肉略微容易刷去。

为了取得较好的效果又节约时间，我们选择10分钟作为叶脉书签制作的最佳煮沸时间。

通过对比相同煮沸时间下，不同浓度氢氧化钠溶液的玉兰叶处理得到的叶脉，我们发现5%、10%、15%这三个浓度的氢氧化钠溶液的处理效果差别不大。

为了节约资源，体现绿色化学的宗旨，我们将5%的氢氧化钠浓度作为叶脉书签制作的最佳浓度。

在相同碱液浓度和煮沸时间条件下，我们对比了不同树叶处理得到的叶脉，发现白玉兰叶叶形优美，叶肉易出去，得到的叶脉完整无残留，是最佳树叶种类。

而芒果树叶、水葡萄叶、榕树叶处理难度和叶脉残留依次递增，尤其是榕树叶非常不适合用来制作叶脉书签。

影响叶脉书签美观的因素就是叶子形态与叶脉形态。

叶形上，有鳞形、披针形、楔形、卵形、圆形、镰形、菱形、扇形、肾形等。

从叶脉看，有网状脉、平行脉、叉状脉。

树叶的质地影响了叶肉腐蚀的难易和叶脉上叶肉的残余量。

市面上叶脉书签的品种为桂花、女贞、玉兰、菩提树、羊蹄甲菜、白杨木、枫树、槭树、鹅掌秋、榕树、樟树、海桐、紫荊、柏树、栗子树、椿树、石楠、木瓜、桉树、茶树等植物，其中桂花、女贞、玉兰最为常见。

由于玉兰叶脉书签制作效果非常好，因此我们的小组成员不小心把它们全部用品红染色了。

于是我们只能退而求其次，用芒果树叶来探究最佳染色剂。

其中染色效果最好的是品红溶液，上色时间非常短，而且染色均匀。

蓝色墨水效果居中，上色时间偏长，一旦漂洗颜色就会变得很淡，染色不明显。

黄色颜料染色效果最差，上色难，颜色不均匀。

叶脉书签制作方法有简单的、古老的，也有复杂的、需要较贵的原料。

如自然发酵法、碱解法、酶解法，所用材料也比较多样，有氢氧化钠、洗衣粉、沟里的水、土壤处理等。

目前小染坊形式的制作主要是碱解法，按1公斤水加碳酸钠70克、氢氧化钠50克配成碱液。

附：

叶脉制作方法：

1、自然发酵法制作叶脉

（1）发酵：

取植物叶片浸泡于自来水或池塘水中，放在室内温暖处，不换水，

但可适当补充蒸发失掉的水分，让其自然发酵。

不久，水发臭，水

面有白色膜状漂浮物，叶表皮与叶之间有气泡发生。

这时叶肉组织

己离散。

（2）刷洗：

用软毛刷分别刷洗叶片两面，直至洗掉全部叶肉组织为止。

（3）漂白：

将叶脉置于1∶6的双氧水稀释液中漂白几小时到一昼夜。

然后用清

水进行漂洗。

（4）染色：

将叶脉置于1％藏花红水溶液中染色10分钟。

然后用清水进行冲洗

以去除叶表面的浮色。

将叶脉置于0．5％的稀盐酸中，漂洗约1分

钟，再用清水冲洗干净。

2、酶解法

将叶片放入含有果胶酶溶液的烧杯中，使细胞壁间的原果胶分解，叶肉细胞相互离散，再流水冲洗或用刷子刷洗叶片。

得到完整的叶脉。

3、用洗衣粉作腐蚀剂制作叶脉书签

首先选取叶脉粗壮清晰、质地坚韧的树叶（如桂花叶），将500毫升水加入50克洗衣粉，放入烧杯或者其它容器里，然后放在火上煮沸，并用玻璃棒或者筷子旋转搅动，使叶片受热均匀并与煮液充分接触，也可避免叶脉折断。

煮沸约15分钟（时间长短视叶片老嫩和质地而定），取出叶片用清水浸泡冲洗。

先把叶片平铺在左手掌中，用牙刷反复轻刷，仔细地刷去叶片的柔软部分，直到露出清晰的叶脉为止。

然后将刷好的叶脉贴于玻璃板上晾干，趁叶脉还没干透时分别染上各种颜色，再加压平整。

4、碱解法

摘取若干叶脉清晰、坚韧的叶片，如桑叶、桂花叶。

称取碳酸钠2．5克，氢氧化钠3.5克（或3克）置于烧杯中，注入清水100毫升，放在火上煮沸。

投入树叶，让它们全部浸在溶液里。

继续加热6～8分钟，不时用玻璃棒轻轻拌动，使各叶分离，受热均匀。

叶片受药品的腐蚀，柔软的部分就易被除去而留下叶脉。

用镊子取出煮过的叶片，放在盛有清水的玻璃杯内。

从清水里取出漂净的树叶，平铺在培养皿中，在自来水流水中仔细地用软刷轻轻擦去叶片的柔软部分，露出清晰的叶脉，然后贴在玻璃片上凉干。

趁叶脉还未干透，用毛笔涂上水彩颜料（也可浸在彩色墨水中染色）。

十一、参考文献

[1]鲁文文.制作叶脉书签[J].中学生数理化（八年级物理）（人教版）,2010,（02）

[2]骆轩.叶脉书签巧制作[J].植物杂志,2000,（01）.

[3]王小未.制作叶脉书签的一些改进[J].生物学教学,1997,（11）.

[4]李晓兰用洗衣粉作腐蚀剂制作叶脉书签[J]生物学教学，1997（10）