中学科技探索活动 （初三年级下 ／ 初一 ~ 初三共6篇）周又红 李 岗 韩 静

1 间歇泉的设计与制作 2 学习制墨技术 3 制作太阳能模型汽车 4 对西红柿酸性的研究 5 本地药用植物的调查 6 野生动物贩卖情况调查 7 菠菜豆腐中的化学反应 8 正确使用过氧乙酸 9 用石膏改良土壤 10 延长鲜花寿命的实验 在我国湖南湘西的国家森林公园里有一个神奇的间歇泉，位于湘西土家族苗族自治州境内的猛洞河。在猛洞河畔的牯牛岩附近离水面高0.7米的石壁上人们看到了一个间歇泉。泉水出口直径10厘米，每隔20秒钟泉水流一次，每次历时62秒，循环往复，很有规律，为猛洞河一大奇观。 间歇泉有的是普通的涌泉、有的是喷泉、有的是定时涨落的河流。间歇泉的构造是怎样的？为什么间歇泉会有很多种形态？间歇泉多出现在岩溶地区，是一种特殊的地质现象，人们无法直接认识它的真面目。根据间歇泉分布的规律和它的特点，专家推测，原因与岩溶地貌有关。岩溶地貌为石灰岩地质结构，石灰岩受地下水的不断溶蚀，在岩层中形成一些溶洞。由于溶洞的特殊构造，有可能产生虹吸现象，大气的压力把洞里的水源源不断地压入泉眼，直到溶洞里的水干为止；如此循环往复，形成“间歇”现象。 让我们通过查找资料，方案设计、实验模拟等活动解释间歇泉的奥秘，在探究间歇泉的自然成因的基础上，设计与制作一个间歇泉。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.图书馆、互联网等资料源；用来查找间歇泉、地质知识、流体力学知识。 2.工具：五金工具等。 3.材料：塑料油瓶、塑料水桶、塑料管、塑料水桶、胶水或热熔胶等。 二、我们可以开始了 GO! 1.查找资料，了解间歇泉世界上各种间歇泉和它的自然成因。 资料来源 ①专业报刊：《地质报》等 ②上网查询查找世界各地的间歇泉 方法：在门户网站的主页上的搜索工具栏上输入“间歇泉”关键词，选择“网页”，让电脑搜索即可找到大量的有关世界各地的间歇泉新闻、知识等介绍。 我的发现了以下著名的间歇泉： 我找到的间歇泉有以下几种类型： 我找到的关于间歇泉的成因是这样的： 2.探究间歇泉的构造 既然间歇泉很可能是由于虹吸现象引起的，为了设计一个人工的间歇泉，首先就必须了解什么是虹吸现象？它有哪些应用？ 这些可以从物理教科书上查到。至于虹吸现象的应用，可以在我们生活中找到一些实例。我国古代就有一种利用虹吸现象的“贪心杯”。这个杯子与众不同之处在于如果向杯中倒入半杯水，可以放心的饮用；一旦将水倒到快满了，杯子里面的水就会从一个暗道流失，结果一点水也喝不到了。我们可以用可乐瓶大小各一个，塑料吸管数支，瓶塞等制作一个贪心杯模型，见下图。 下面给出专利技术资料上的间歇泉模型图，供参考： 思考： ①你认为间歇泉的构造是怎样的？ ②怎样验证各种有关间歇泉构造的猜想？ 3.制作一个间歇泉的实物模型 ①画出结构图，按照图纸制作。 下面给出专利技术资料上的间歇泉模型结构图，供参考： 下面是一种自制的间歇泉模型图： ②制作建议： 用塑料油桶当“溶洞”，这样比较容易加工。管道也采用塑料管，不过是采用透明塑料管，便于观察记录。 用自己所选用的材料，根据自己设计的结构图，做出可以模拟演示间歇泉的模型。 ③通水调试 打开自来水工头，仔细调整水量大小。看看是否成功。通常的情况是，开始“泉眼”还能间歇出水，但经过十几次，就会发现出水量越来越少，最后就变成常流水了。原来，这种装置的密闭性有问题，里面的空气会漏出。等到空气漏光了，就不能产生间歇现象了。 怎样解决这一问题呢？ 正面解决： ——加强容器的密封性，杜绝漏气。在技术上难度大，在自然界中也不可能存在绝对不漏气的溶洞。 逆向思考： ——既然漏气不可避免，可否采用补气的方法。 在自然界的间歇泉，岩石之间也会有缝隙漏气。但是自然界的间歇泉成年累月地运行，周期很稳定。所以，间歇泉应该采用补气的方案。改进的方案是增加了进气口⑾、进气管⑿⒀、进气口⒁。这个结构图并不复杂，自然界也是完全有可能生成具有这种结构的溶洞。 下面的任务就是要根据需要和条件，设计出实用的设备。 4.设计与制作一个间歇泉模型 设计一个既符合科学原理，又可以让观众观看其内部原理的间歇泉。 这是某中学兴趣小组设计的一种间歇泉模型的剖面图，仅供参考。 你打算用什么材料制作一个间歇泉模型呢？ 你能否在自己的学校里建设一个仿真的间歇喷泉？ 当你按照自己的设计，制作了一个真正的间歇泉之后，别忘记将通水运行的结果详细地记录下来。 5.总结 ①通过制作实物模型，你的设计方案基本正确吗？ ②你的作品主要是展示宣传间歇泉产生的成因，除了实物作品之外，还有文字说明材料吗？你是怎样认识这些文字说明材料的作用的？ 三、我们还能做什么？ GO ON 设计与制作一个公共厕所自动冲水器 我们可以利用间歇泉的原理，设计和制作一个自动供水器，为家庭、学校、社会需要供水的地方提供一个自动间歇出水的装置，以实现节约用水的目的。例如为一个公共厕所设计一个节水的自动冲洗厕所的冲水器；当然，我们首先要弄清楚以下问题： 厕所应该每个多长时间冲洗一次？ 这个装置的输出水量是多少？ 给这个装置的供水量是多少？ 这个装置的出水周期是多少？ ——为了完成设计，主要矛盾是什么？ ——测量出水量的“放大倍数” 为了设计好一个厕所自动冲水器，必须现弄清楚这种间歇出水的装置可以把流入的水流放大多少倍。可用秒表和量筒，对自己制作的间歇泉的性能进行测量。 通过测量，某地同学用压力锅制作的间歇泉周期为80秒；输入的流量为每秒15毫升，输出的流量最大约为每秒70毫升；用曲线图表示如下： 这个装置对流量的放大倍数约为4～5倍。 我们可以提供一个比较完整的设计方案，例如为一个公共厕所制作安装一个每隔10分钟，自动冲一次水的设备。 将自己的研究成果推广应用，那怕是很简单的应用，也值得我们全力去做。在这个活动中，你提供了怎样的产品？是设计方案还是实物装备？ 四、资料卡 INFORMATION .什么是岩溶？ 岩溶又称喀斯特。欧洲的地质地理工作者最早研究了喀斯特地方的岩溶现象，我国在1931年出版的《地质辞典》上第一次出现KARST这一名词。到1966年，在中国地质学会第一届喀斯特学术会议上，一直决定将喀斯特改称岩溶，其内涵、外延与喀斯特相同。 很早以前，我国已经发明和使用墨了。中国墨驰名世界，不独是由于它色彩浓郁，更主要的是它不怕风吹和日晒，永不褪色，是书写重要文件的最好用品之一。 中国墨的原料主要是由木材或者烟煤、灯油、松香等不完全燃烧得到的烟黑。烟黑的化学性质非常稳定，不易和其他化学药品起作用。 让我们做两个试验，尝试自己动手，用烟黑作原料制墨。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料：烟黑或者细小的黑锅灰、水、胶水（树胶、白明胶等的溶液都可以）。 2.用具：玻璃杯、竹筷。 二、我们可以开始了 GO! 1.收集烟黑或者细小的黑锅灰（越细越好）约25克。 2.取一只玻璃杯，在其中加入大半杯水，把烟黑倒入杯中，用竹筷加以搅拌，你是不是得到一杯浓黑的“墨汁”？它和我们用墨在砚台磨出的墨汁是否相似。 3.尝试用上面“墨汁” 来写字，你是否感到可以用？ 4.用竹筷把玻璃杯中的“墨汁”剧烈搅拌，稍待片刻，把溶液倒入另一玻璃杯中，弃掉下沉粗颗粒的烟黑。 5.在玻璃杯中倒入1/4杯浓度在20%以上的胶水（树胶、白明胶等的溶液都可以），再搅拌和观察。你发现了什么现象？ 三、我们还能做什么？ GO ON 1.探讨控制烟黑质量不同，在什么情况下制得的墨汁效果比较好。 2.胶水浓度如何控制，不同浓度下会有什么样的效果。将结果记录下来 四、资料卡 INFORMATION 1.墨的主要成份就是烟黑和胶水拌和成泥状物，再压制成一定形状经过风干而成的。使用时加水研磨，凝固的胶水和烟黑又进入水中而成稠厚稳定的墨汁。 2.烟黑和水相混，就好象砂和水相混一样，很容易清浊分明。我们仅仅用烟黑做成的“墨汁”不要过多久，它上部的墨色就要变淡，时间久了，又出现半透明的清液，然后烟黑沉淀，上半部的水也澄清了。 3.加了胶水以后，烟黑粒子表面被胶水包围，使它不容易聚集在一起下沉，而均匀地悬浮在溶液中。这时我们就会发现：加有胶水的“墨汁”不容易产生沉淀。如果烟黑足够细，胶水又足够浓，那么这杯墨汁也就很稳定，不容易出现沉淀现象了。 4.这种现象在自然界中常常可以看到。例如黄浊不清的河水，有的就因为黄土粒子受到植物界各种高分子胶体的包裹，使它们不容易聚沉而浮游在水中。利用这个原理，人们把它广泛地应用在工业生产中。比如，照相底片的生产就是先让药物（原料）在白明胶的溶液中进行化学反应，生成不溶于水的感光剂，这样使感光剂均匀地分布在白明胶中，成为较稳定的胶体，再把它涂抹在片基上，最后经其他手续处理，烘干后即成为照相软片。 人们广泛使用着各种能源，为人类的生产和生活服务。矿物能源可以算是人类使用最早和最廉价的能源了，如煤、石油、天然气等。但是大规模使用这些矿物能源会对环境造成严重的污染。 下面我们通过制作一个太阳能模型汽车，体验一下太阳能是如何通过太阳板（太阳电池）转化为电能的，感受这种新型能源的优点。通过这个实验，还可以了解太阳电池光照产电基本原理。认识到新型能源对于解决目前人类面临的能源短缺，以及由于火力发电造成的酸雨、气候变暖等环境问题的重大作用。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1．材料准备 太阳硅电池（太阳光照板）1个、导线（多股软导线0.5米）、玩具小电动机1个、木条或长20cm塑料尺1个（做车身用）、车轮4个。 2．工具准备 小电烙铁1把、焊锡、尖嘴钳子1把、改锥等。 二、我们可以开始了 GO! 1．认识套件中的器件和电路符号 太阳能电池和小马达电路符号 2．制作太阳能模型汽车 ①首先按照下图制作车身； ②在车身的一端安装小电机，在车身的另一端安装前轮； ③在小电机的两端的轴上安装后轮，将太阳电池安装在车身上。 ④试车：把车放在地面上，用手轻轻推动，车能够滑行一段距离即为合格。 安装方式建议：可用铜丝将电机捆绑在车身上；也可以用胶带。你可根据自己的条件，想出更好的办法组装汽车。 3.组装电路 按照下面的电路图，将太阳能电池的正极和负极分别连接到小电机的两个电极上。剪取两条导线，分别用电烙铁将它们一端焊接在电池输出电极上，一端焊接在小电机的电极上。 太阳能模型汽车电路图 4.模型汽车行走实验 选择一个晴朗的日子，将组装好的太阳能汽车拿到室外；让太阳光直接照射到太阳能电池板上，把汽车放在平整的地面上，电动机就会转动起来，带动汽车轮子转动，太阳能汽车就可以前进了。 如果汽车不是向前，而是后退，只要重新组装电路，将电池输出的两条导线连接小电机的两个电极的位置互相调换一下，就可以了。 通过实验可以看出，如果模型汽车走到光线的阴影处，汽车就会减低速度，甚至停止前进。这是因为太阳能汽车的能源来自太阳能电池，而太阳能电池只有在强烈的阳光直射下，才会发电。光线不足，发电量也小，就不能推动汽车行走了。 三、我们还能做什么？ GO ON 1．制作一个太阳能电扇 在电机上安装一个风扇，就做成了一个小电扇。也可以用旧电脑主板上面的散热风扇改装。这个太阳能电扇在日光下可以自动提供给我们凉爽的风。如果我们想检验一下刚做好的风扇的性能，可以把小电扇拿到一盏白炽电灯下，帽子上的电风扇就会转起来。 2．通过太阳能模型汽车的实验，你对能源的开发与利用有什么新的认识。 3．太阳能被人类所利用和环境保护的关系如何。 4．制作一个太阳能汽艇。 5.太阳能还有哪些用途？ 四、资料卡 INFORMATION 1.太阳能电池发电原理 当太阳光（或其它光）照射到太阳电池板面上。电池吸收光能，产生光生电子——空穴对。在电池的内建电场作用下，产生“光生电压”。在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载中就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就直接变成了可付诸实用的电能了。 2.光电转换率超50%的太阳能电池材料问世 太阳光中包含了多种不同波长的光，目前的太阳能电池只能利用其中很少的一部分。太阳能电池使用半导体材料来吸收阳光中的光子，并将其转换成电流。每一种半导体只能吸收特定能量范围的光子。目前最好的太阳能电池使用两种不同的半导体层来扩大其能量吸收范围，最多可以利用阳光能量的30%。 西红柿又称番茄。西红柿有很高的营养价值，尤其是维生素C的含量较高。平均500克西红柿中含有维生素C52毫克，相当于1250克苹果、1500克香蕉、2200克梨的含量。尤其难得的是西红柿在烹调时，维生素C的破坏较少。这是因为西红柿带有酸性，有保护维生素C的作用。 由于西红柿果肉酸甜可口，风味独具，因此西红柿既可作蔬菜，又可当水果，还可用来治疗牙龈了血、消化不良、食欲不振、口疮等小伤小病。 本次活动我们要对西红柿的酸性作一些研究。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料：蓝色石蕊试纸，pH试纸，铜片，大的半熟番茄2只，稀氢氧化钠溶液，锌粒，无水乙醇，浓硫酸。 2.工具：锌片，刀，纱布，滤纸，胶头滴管，250毫升烧杯，试管，量筒，试管夹，酒精灯，毛笔，白纸，灵敏电流计，导线。 二、我们可以开始了 GO! 1.测试西红柿的酸性 ①取一只大的半熟西红柿，洗净后剥皮，用刀切成小块后包入两层纱布中挤压。 ②挤出的液体经滤纸或多层纱布过滤，得纯净新鲜的西红柿汁，将它盛入烧杯中。 ③用胶头滴管吸取一些西红柿汁，滴1～2滴到蓝色石蕊试纸上，试纸变成什么颜色？西红柿显什么性？ ④在试管中盛约5毫升西红柿汁，逐滴滴入稀氢氧化钠溶液，控制好用量，用pH试纸可测得汁水将变为中性。 ⑤在另一个盛有5毫升西红柿汁的试管中，放入少量的锌粒，用试管夹夹住试管，在酒精灯火焰上略微加热后，可以看到什么现象？为什么？ ⑥将试验结果记录到下表： 2.测定西红柿中的有机酸 ①用毛笔蘸取西红柿汁，在白纸上写些字或画画，让它自然干燥，这时几乎看不出白纸上有什么痕迹。 ②将白纸放在酒精灯的火焰上方稍稍烤一下，很快白纸上就会有什么颜色的字迹或图画？为什么？ ③涂有西红柿汁的白纸在火上烘烤时，要特别注意别把白纸烤焦，更不能使白纸着火烧起来。 3.西红柿汁酯化反应实验 ①在放有3毫升西红柿汁的试管中加入2毫升纯酒精，3毫升浓硫酸，充分摇匀。 ②用试管夹夹住试管，在酒精灯火焰上小心加热约5分钟（最好用水浴加热，防止硫酸加热过度，喷出试管造成伤害）。 ③是否在试管口闻到水果香味？（注意不要直接去闻，要扇着闻） 4.制作西红柿电池 取一个大的半熟西红柿，相隔一定距离，插入一片铜片和一片锌片，铜片和锌片的上端用导线与灵敏电流表相连。可以看到灵敏电流表的指针有较大的偏转，说明做成的西红柿电池中产生了电流。 在西红柿电电池中，插入的锌片也可用铁片来代替。如把几个西红柿电池串联或并联，可以提高电池电压或电流。 三、我们还能做什么？ GO ON 1.在试验后思考和设想 ①西红柿汁在白纸上写出的字或画出的画在火上烤的时候，为什么会呈焦黄色？ ②在铜、锌和西红柿组成的电池中，铜、锌两极与灵敏电流表应如何连接？哪一级是电池的正极？哪一极是负极？ ③带有酸味的柠檬等水果是否也可做以上实验？ ④带有酸味的西红柿、柠檬等水果都含有丰富的维生素C，我们是否可以认为：维生素C在酸性介质中较为稳定，即酸是维生素C的保护剂？ 2.查阅关于西红柿更多的资料，撰写一篇关于西红柿的小论文。 四、资料卡 INFORMATION 1.西红柿属茄科，一年生草本植物。目前人们已经在温室里无土栽培，将西红柿培育成长16米的西红柿树，可以结果3000多个。 2.西红柿的老家在南美洲秘鲁的丛林幽谷之中。由于它的枝叶有股难闻的气味，所以曾经在很长时间里人们认为它是有毒物，尽管它长的艳丽无比，但无人敢吃。印第安人甚至叫它为狼桃，认为只有狼才敢吃。后来在16世纪一位英国公爵到南美洲游玩，发现了西红柿带回送给女王，西红柿才在欧洲传开。 3.西红柿中含有多种有机酸，这些有机酸具有羧酸的特性，受热后容易分解出黑褐色的游离炭。 4.西红柿汁在浓硫酸的作用下，能与乙醇起酯化反应，生成具有水果香味的酯类物质。 5.西红柿中的酸性物质在遇到锌粒时可以发生化学反应，生成氢气。 中草药是我国医药事业中的重要组成部分。几千年来，我们的先辈们在同各种疾病斗争的实践中，积累了大量的宝贵经验，在利用中草药防治疾病方面取得了举世瞩目的成就，在世界医学史中占有重要的地位。特别是在预防疾病、治疗慢性病和疑难杂症方面更是有独到的办法。我国各地都有可以利用的药用植物，多认识一些对我们的生活会有很大的帮助。我们可以利用课余时间对当地的药用植物进行调查，在调查的过程中逐渐认识它们。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料和用具： 当地的地图、米尺、笔记本、笔，照相机，最好找到本地的植物志。 2.查找资料解决以下问题： ①何为中草药？ ②不同种类的一般植物的根、茎、叶、花、果。 二、我们可以开始了 GO! 1.调查 ①与4—5个同学组成小组。大家把各自查阅的资料分类、汇总。根据资料讨论：如何进行有关本地药用植物的调查研究？ 可以把查阅的有关资料编制成资料卡，比如： 资料卡1：辨认中草药的方法 资料卡2：植物根的种类 …… 还可以走访一些对当地植物比较了解的老人或植物方面的研究者，以及中药药店的药剂师等。在下表中列出你们小组准备走访的单位名单，并设法找到与之联系的方式。 我们准备访问以下单位： ②按照讨论的结果，小组成员完成访谈任务。 在出发前，小组同学还要就以下问题达成一致的意见： 在访谈时，要问哪些问题？从而得到什么资料？ 问单位中的什么人最好？ 怎样向对方介绍自己的来意，从而使对方愿意帮助自己？ 参考上述问题，做一份访谈提纲，然后与同伴完成任务。 ③选择实地调查的地点 小组同学都完成任务后，大家一起汇总访谈笔记，看看是否有遗漏。然后根据访谈中了解的有关情况，选择本地区实地调查的地点。将选定的调查地点标在地图上。 请简述作出选择的理由： ④实地调查 调查方法：对所调查的地区进行样方调查。样方的大小要根据自己的调查能力而定。比如，可以3m×3m见方为一个样方，在向阳和背阴的地方各选择植物丰富的区域至少5个，每个区域至少是1个样方。用米尺测量并划定符合要求的调查区域，2个同学一组进行调查。至少调查以下内容： 植物的种类、名称、生长环境、各种的数量。并把每种植物描绘下来，以便回来后对照植物志确定名称，确定是否入药。将各个样方的调查结果汇总，统计出所调查地区的植物种类等情况。 调查时要注意安全和环境保护，对于调查的植物只需描绘下来，不可采用其他办法。 作好记录，回到学校后填入“调查情况表”。 2.资料汇总并讨论 小组将资料和调查结果汇总。根据小组得到的资料和调查结果，讨论分析：本地的药用植物资源的总体分布和数量等情况。 将讨论结果写下来： 3.提出见解 对在调查中发现的本地药用植物资源的保护情况进行进一步的分析，根据在活动中的体验，调查、访谈中得到的数据和资料，小组的分析和讨论，请就本地药用植物资源合理利用的问题提出你的见解。 三、我们还能做什么？ GO ON 1． 将调查的结果和提出的建议送交有关部门和当地的新闻媒体，请他们一起来关注这个问题。 2． 参观中草药加工的过程，并向技术人员学习一些简单的加工技术。 3． 进一步深入调查研究本地药用植物资源的保护、开发和利用情况，以及对本地经济发展和人们生活的影响等问题。 四、资料卡 INFORMATION 调查中草药要注意安全 世界上的植物种类繁多，总数达三十多万种。其中可以利用的，具有药用价值的中草药有很多。中草药的辨认可以用看、嗅、尝等方法。但是，这些方法要在掌握了一定的中医药知识的基础上才能使用。特别是有些植物具有毒性，在没有专人的指点下擅自使用“尝”的办法，极易出现危险，所以在调查中绝对不可采用“尝”的方法。中草药应用的知识和技术博大精深，即使我们了解了一些赏识，也不可轻易自己用药，一定要在专业医生的指导下用药治疗疾病。而对于没有危险的，常用的滋补或预防疾病的草药可以适当地使用。 近几年来，随着生活水平的提高，餐桌上多了几道稀罕的野味，居室中摆着几样动物的标本。但是，当我们享受现代生活的同时，是否想到了我们的朋友——野生动物？野生动物资源十分珍贵，很多野生动物已经濒临灭绝。人类一旦失去它们就无法挽回。对于野生动物我们每一个人都不应该采取随心所欲和莫不关心的态度。让我们一起对野生动物的贩卖情况进行调查，以此为野生动物的保护作一些我们力所能及的事情。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料和用具： 当地的地图、笔记本、笔。 2.查找资料解决以下问题： ①国家濒危动物名录。 ②我国制订的保护野生动物的有关法律。 二、我们可以开始了 GO! 1.调查方法和过程 采用查阅资料和市场实地调查相结合的方法来了解当地及全国各地贩卖野生动物的情况。以一组同学的工作为例，你可以和自己的同学一起参照他们的做法设计表格，展开调查。 查阅了Χ年10月——Χ年3月的有关报刊，同时调查了本地及周边城市10个商场、超市、鸟市和农贸市场。（见表1） 2.调查结果 ①贩卖活动在全国的分布： 对所收集的资料统计，将贩卖野生动物的地区标注在中国地图上： 下面是贩卖野生动物的地区图： ②某地贩卖野生动物种类及有关情况（见表2） 表2 被贩卖的野生动物名录及其相关情况表 ③统计各类动物的种类，可以用柱状图方法表示，例如： 3.讨论分析 ①根据调查的结果，分析野生动物贩卖的总体情况以及原因。 ②针对讨论和分析的结果，提出保护野生动物，制止不法行为的建议。 三、我们还能做什么？ GO ON 1.将调查的结果和提出的建议送交野生动物保护的部门和当地的新闻媒体，请他们一起来关注这个问题。 2.帮助当地的野生动物保护站做一些力所能及的工作。 3.推广和宣传：根据调查和体验的结果，整理绘制成野生动物保护宣传画，向学校的同学老师和社会的人们发放，号召大家一起来保护野生动物。 四、资料卡 INFORMATION 保护野生动物就是保护人类自己 野生动物在地球生态系统内的物质交换和能量流动中扮演着重要的角色，每一种动物都占据着特有的位置，起着不可替代的作用。生物多样性对进化和保持生物圈的生命维持系统具有重要意义，野生动物的保护是生物多样性保护的主要组成部分之一。对于我们人类，野生动物不仅在维护生态平衡方面具有特殊的作用，同时在经济、科学、美学、文化等各方面都具有巨大的价值，人类的生存和延续不能没有它们！ 中国有句老话说”菠菜豆腐保平安”,因为中国人早就发现菠菜和豆腐营养丰富。菠菜中含有人体所需要的维生素、胡萝卜、糖和蛋白质，以及草酸和铁等物质，古代阿拉伯人还将菠菜称做“菜中之王”。100克菠菜能满足机体一昼夜对维生素C的需要，两昼夜对胡萝卜素的需要。菠菜可以用来防治维生素缺乏病，并具有利尿、消炎等作用，特别适用于做病号菜。豆腐是黄豆制品，将黄豆蛋白质溶胶浸出，经凝聚处理后就成为豆腐。豆腐内含有较高的蛋白质和钙质。 但是随着科学技术的发展，如今人们对菠菜和豆腐的认识与过去不太一样，人们说菠菜不可以同豆腐同食。到底这种说法对不对？我们希望同学们利用科学实验来说明一切。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料：豆腐、菠菜、蒸馏水、草酸钠溶液、浓硝酸、0.01moL/L硫氰化钾溶液、浓硫氰化钾溶液、浓铁氰化钾溶液、三氯化铁溶液、盐酸、饱和氯化钙溶液。 2.用具：250毫升烧杯，500毫升烧杯，托盘天平，量筒，玻璃棒，滤纸，漏斗，漏斗架，白布，试管若干支，酒精灯，试管夹，5.47～7、0.5～5精密PH试纸。 二、我们可以开始了 GO! 1.研究菠菜和豆腐的pH值 ①取200克豆腐放入250毫升烧杯中，加入20毫升蒸馏水搅拌并捣碎。 ②用有滤纸的漏斗过滤，得无色澄清的滤液及白色滤渣备用。 ③用5.4～7的精密pH试纸，测得滤液pH值为多少？（一般在6、2显示弱酸性） ④取200克菠菜，洗净并在沸水中浸泡一分钟取出，用白布把菠菜包起来，挤汁到500毫升烧杯中。在有滤纸的漏斗中过滤一次，得浅棕褐色的菠菜汁。 ⑤用5.4～7的精密pH试纸，测菠菜汁的pH值为多少？（一般在6、5显示弱酸性） 2.检验豆腐中的钙质 ①取豆腐滤液2毫升到试管中，滴入浓草酸钠溶液数滴。 ②试管中即出现是否出现明显的白色沉淀？是否说明豆腐中有丰富的钙质？ ③是否说明钙质能溶于水中，但并不一定与蛋白质结合在一起。 3.检验豆腐中的蛋白质 ①取少许白色豆腐滤渣放入试管中，滴入几滴浓硝酸，然后加热。是否看到白色的豆腐滤渣变成黄色，是否说明豆腐中含有蛋白质。 ②用豆腐滤液少许放入试管中，滴入几滴浓硝酸，然后加热。 ③是否看到同上述相同的现象发生？能否说明豆腐中的蛋白质主要存在于豆腐滤渣中。 4.检验菠菜中的草酸根离子（C2O42—） ①取菠菜汁2毫升于试管中在试管中滴加无色饱和氯化钙溶液，边滴边振荡试管。 ②是否看到溶液出现白色浑浊？能否说明菠菜汁中含有草酸根离子？ 5.检验菠菜中的铁质 ①取菠菜汁2毫升放入试管中，在试管中滴加数滴无色KSCN浓溶液。 ②结果是否显红色？能否说明菠菜中含有或不含有Fe3+离子？ ③取2毫升菠菜汁放入试管中，在试管中加入数滴浓铁氰化钾溶液。 ④结果是否显深蓝色？能否说明检验不出菠菜中有Fe2+离子存在？ 6.模拟菠菜烧豆腐的试验 ①取豆腐滤液2毫升于试管，在其中滴加几滴菠菜汁。 ②是否看到原先澄清的豆腐滤液变成白色浑浊状？如果看到说明生成了白色的草酸钙沉淀。 ③在以上白色浑浊液中，加入浓硫氰化钾溶液和铁氰化钾浓溶液，结果是否出现血红色或者深蓝色？ 7.模拟菠菜在人胃酸中的试验 菠菜汁的PH值为6.5，显弱酸性，那么以上形成的牢固稳定的螯合络离子，能否稳定在PH值为0.9～1.5的强酸性的人胃酸中？ ①在两个试管中各注入2毫升菠菜汁，然后分别滴加几滴盐酸溶液，用0.5～5的精密pH试纸测试，使溶液的pH值为0.5（此pH值的数值已超过胃酸的酸度）。 ②在两个试管中分别滴加浓硫氰化钾溶液及铁氰化钾溶液数滴，结果是否出现血红色或者深蓝色？能否说明菠菜中草酸根离子与铁离子形成的螯合络离子在强酸性溶液中也是稳定的？ 8.注意事项 ①实验中所用的菠菜和豆腐必须新鲜，菠菜要剔除黄叶，豆腐不能发酸。 ②菠菜在沸水浸泡的时间不要太长。另外，挤出的菠菜汗和过滤后的豆腐滤液、豆腐滤渣易变质，不能久放。 三、我们还能做什么？ GO ON 1.了解检验Fe3+离子的特征反应 在试管中加入2毫升FeCl3稀溶液，再滴加0.010moL/L硫氰化钾溶液一滴，试管中浅棕黄色的铁盐溶液立刻变成了血红色。但在此溶液中滴加数滴草酸钠或草酸的浓溶液时，血红色便完全消失了。这是因为[Fe(SCN)]2+络离子电离出来的Fe3+离子与草酸根离子形成了稳定的无色可溶性的螯合络离子[Fe(C2O4)3]3—之故。 2.讨论以下几个问题 ①通过菠菜中铁质的检验实验，我们是否可认为菠菜中丰富的铁质难于被人体利用？ ②上述实验说明菠菜烧豆腐的结果产生了一定量的草酸钙沉淀，妨碍了豆腐中的钙质的吸收。因此我们是否可以建议菠菜与豆腐还是不一在一起烧为宜呢？ ③菠菜中含有草酸，能与食物中的钙反应生成人体难以吸收的草酸钙沉淀，而儿童正在长骨骼时，非常需要钙质，我们是否还可以建议他们不宜多吃菠菜呢？ 3.研究除了菠菜和豆腐之外，还有那些食品存在相同的反应，造成营养成分改变的现象。你能否用上述试验方法，研究以下几种蔬菜于豆腐的关系：莴笋、小白菜、豆苗、芹菜、苋菜、空心菜、野菜等。 四、资料卡 INFORMATION 1.相关试验现象及参考结果 2003年春夏之际，为了阻止可怕的SARS疫情蔓延，在不了解病毒来源和确切传播途径的情况下，市民纷纷上街购买各类消毒液进行自我防护。一时间，过氧乙酸成为抢手消毒剂。一些办公、娱乐、购物等场所及家庭居室都在使用这种消毒剂消毒，重点地区有近90%的市民家庭使用过氧乙酸进行环境消毒。他们有的放在小碗里做空气熏蒸，有的用它擦拭物品，人们同时忍受一种带有刺激性的酸性气味。紧接着报纸报道出有人误食消毒液引起中毒，有人由于过氧乙酸使用不当引起眼睛红肿、嗓子发炎，也有人由于不了解过氧乙酸的性质，在使用中造成家用电器的毁坏。 过氧乙酸是什么？它的性质如何？ 过氧乙酸使用中是否会毁坏家用电器？ 过氧乙酸对人体到底有没有危害？应如何安全使用？ 让我们通过实验来回答这些问题。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料：铁片、铝片、铜片、芦荟、辣椒、泥鳅、20%过氧乙酸溶液、矮牵牛花朵。 2.用具：烧杯、量筒、玻璃棒、砂纸、试管、天平、水槽、镊子、剪子、小刀等。 二、我们可以开始了 GO! 1.设计一个过氧乙酸对金属腐蚀的试验 ①配制不同浓度的过氧乙酸溶液，浓度分别为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。 ②将金属薄片表面用砂纸打光并剪成4×5厘米，将镁条剪成6厘米长。 ③在天平上称量金属铁、铝、铜片各1克重后备用。 ④将金属铁、铝、铜片置于20毫升不同浓度的过氧乙酸溶液中120分钟，记录时间和试验现象。（某同学的试验记录参考） ⑤测量4种金属在不同浓度的过氧乙酸溶液中，反应前后的质量。 ⑥分别列出浓度为0．2%、0.5%、1.0%、1.5%的过氧乙酸与金属的反应前后质量变化。 ⑦用柱状图来表示上述结果，例如：这是某同学所作的1.5％过氧乙酸溶液中金属反应前后质量差。 ⑧列出四种金属在不同浓度过氧乙酸溶液中反应前后的质量差比较（见线图） 2.设计一个过氧乙酸对矮牵牛花朵影响的实验 3.设计一个过氧乙酸对芦荟、辣椒危害的试验 ①用30毫升、0.5％的过氧乙酸溶液每天浇芦荟、辣椒各一次。 ②与每天浇30ml自来水各一次的芦荟、辣椒做对照实验。 ③每天观察、记录实验结果。 4.设计一个过氧乙酸对动物危害的试验 ①在不同浓度的过氧乙酸溶液中投放泥鳅各3尾。 ②用自来水中的3尾泥鳅做对照实验。 ③每天观察实验结果并更换溶液及自来水一次。 三、我们还能做什么？ GO ON 1.设计一份关于人们对过氧乙酸有关问题认识的问卷调查表，并分别对不同年龄、不同文化程度、不同职业的100人进行调查。 问卷调查 姓名 年龄 文化程度 职业 1.”非典”期间你用过下列那种物质进行消毒 (1)碘酒 (2)醋 (3)过氧乙酸 (4)酒精 2.你对过氧乙酸的性质 (1)很了解 (2)一般了解 (3)不了解 3.过氧乙酸稀释到哪个浓度人体皮肤可以接受 (1)2% (2)10% (3)15% (4)20% 4.过氧乙酸不可以用于那种器械表面的消毒 (1)塑料 (2)金属 (3)橡胶 (4)木材 5.用过氧乙酸消毒拖地浓度一般为 (1)0.1%--0.5% (2)20% (3)越浓越好 (4)随意 6.过氧乙酸溶液喷洒到红色花朵上,其颜色会 (1)更加鲜艳 (2)没有变化 (3)颜色消退 (4)不了解 7.过氧乙酸可用于”非典”病人 (1)皮肤消毒 (2)呼吸道消毒 (3)口腔黏膜消毒 (4)不能使用 8.过氧乙酸对人体的呼吸系统 (1)有刺激性 (2)没有影响 (3)有舒适感 (4)不了解 9. 过氧乙酸可用于下列家养宠物的体表消毒 (1)狗 (2)鱼 (3)鸟 (4)不能使用 10. 液体过氧乙酸配兑使用时,对浓度 (1)没有要求 (2)有严格要求 (3)越浓越好 (4)不了解 2.对自己的试验研究提出相关建议 ①将过氧乙酸的性质以及正确的使用方法，通过街道办事处的板报宣传或印成宣传单发放给每个居民户，使他们真正了解过氧乙酸的正确使用方法及过氧乙酸不当使用给环境带来的危害。 ②居民家中剩余的过氧乙酸消毒液可通过街道办事处、居委会集中收集，集中上交处理。 ③由于过氧乙酸的处理需要在专业人员的严格操作下进行，建议号召和组织中学化学教师，进行集中培训后，利用各学校化学实验室这一现有资源，就近帮助处理市民家中剩余的过氧乙酸溶液。 四、资料卡 INFORMATION 1.过氧乙酸对金属有腐蚀性 过氧乙酸不可用于金属器械消毒。在给家用电器表面消毒时，应避免溶液滴落到电器内部，否则会造成集成电路中的铜线以及电子元件触脚被过氧乙酸腐蚀，这样会使电路短路或断路，从而使家用电器毁坏。由于过氧乙酸的强氧化性和不稳定性，长期存放会给市民家庭带来安全隐患。有些家庭急于将其处理掉，将高浓度的过氧乙酸溶液直接倒入下水道，这样做不仅会腐蚀下水管道，同时挥发出的氧气与下水管道中的可燃气体混合，还有可能发生爆炸。 2.过氧乙酸对动物有危害 由于过氧乙酸对黏膜具有刺激和腐蚀性，因此建议在给房间进行喷雾及熏蒸消毒时，操作者要配戴防护面罩，也可用口罩和游泳镜代替，人及宠物要离开房间，消毒完毕开窗15分钟后才能进入，以减少过氧乙酸给人体和宠物带来的刺激及不适感。过氧乙酸原液浓度为20%，具有较强的腐蚀性，因此不可直接用手接触，配制溶液时应带橡胶手套。 地球上的土壤是经过千百万年不断风化、演变而来。有专家研究认为地球上要每百年才能够生长出6厘米厚的土壤，因此土壤是非常宝贵。目前地球上的所有生物都要依赖这宝贵的、有限的土地资源生存，可以说土地是我们的母亲。但是这有限的土地资源并不是那么随意地让地球上的生物使用，因为有很多土壤是碱性土壤，只有一些耐碱的植物勉强生长，大多数的植物生长受到限制，大片的碱性土地不能够得到利用。生活在这些地区的人们生产、生活水平较低，野生动植物资源也十分匮乏。 如何对待我们拥有、但又不能使用的碱性土壤哪？人们一直在探索这个问题，目前比较成熟的方法是用石膏改良碱土，用石灰改良酸土等。本次活动我们也来尝试如何用石膏改良土壤。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料：泥土、醋酸铵、冰醋酸、草酸铵（或草酸钠）。 2.用具：漏斗、滤纸、烧杯。 二、我们可以开始了 GO! 1.在铁架台上放一只小漏斗，漏斗内放一张迭好的滤纸，纸边要比漏斗边稍低些。 2.在这个漏斗里，放入松散的泥土约20克；中间的泥土要稍低于四周，四周的泥土要比滤纸边低5毫米左右。 3.漏斗下面放一只小烧杯。 4.配制醋酸铵溶液：量取5.7毫升冰醋酸，加水80毫升，再加浓氨水中和（大约需加氨水5~6毫升），最后加水稀释到100毫升。 5.将30毫升醋酸铵溶液慢慢沿玻璃棒倒在泥土中央（勿使溶液高出四周的泥土）进行过滤。 6.约经十分钟即可滤完，取滤液待用。 7.把2毫升滤液倒入试管中，再加入醋酸数滴，使它呈酸性。 8.把溶液加热至沸腾，在沸腾时，加3—4滴草酸铵（或草酸钠）的饱和溶液，试管中立即有白色的草酸钙沉淀生成。 9.如果改用原来的醋酸铵溶液（未经过泥土过滤的）做同样试验，却不见有白色沉淀。 三、我们还能做什么？ GO ON 1.分析试验现象，说明是如何改变了土壤。 2.讨论关于土壤的改良中存在的问题 ①石膏只能用来改良钠离子过多的碱土，而不能改良其他土壤。例如酸性红壤就必须用石灰来改良。 ②即使是碱土，用石膏改良也只是其中的一种方法，而决不是唯一的办法。 ③由于各种土壤的成因不同，情况条件不同，种植的农作物对土壤的要求也不同，因此必须根据当地情况，向有经验的农民学习，根据各方面的具体条件和要求，选择一种或几种方法并用，来改良土质。 3.除了用上述种种方法改良土壤之外，还必须注意选择种植适当的农作物，以达到改良土质、提高产量的目的。 四、资料卡 INFORMATION 石膏为什么可以改良土壤 1.在碱土中，土壤颗粒吸附了过多的钠离子。因为吸附了过多的钠离子后，粘土颗粒便会紧紧地挤在一起，使水份、空气都透不进去，于是就形成了土壤板结变坏，作物也就不易生长。当土壤中吸附钠离子的含量超过5%时，土壤的物理性质就开始破坏，植物发育受到抑制。 2.如果在这种土壤的表面加入石膏，因为石膏含有大量的钙离子，所以，大量的钙离子的加入便将钠离子交换下来。当土壤吸附的钠离子换成钙离子后，土壤就会去除了干燥时坚硬、潮湿时膨胀的不良性质，而变成为有团粒结构的、疏松的、能透水和通风的良好肥沃的土壤。 3.石膏的成份主要是硫酸钙，当石膏加入土壤后，其中的钙离子被换成了钠离子，生成了硫酸钠，所以在施用石膏以后，必须用水把硫酸钠洗掉。 4.土壤中有钙离子存在；这些钙离子被醋酸铵溶液洗了下来。这种钙离子原来是吸附在土壤胶体颗粒表面的。当醋酸铵溶液滤过土壤时，溶液中数量众多的铵离子便把它所经过的土壤胶粒上吸附着的钙离子挤了下来，形成了离子交换。因此，滤液中就有了钙离子；而钙离子遇到草酸根离子就结合成草酸钙白色沉淀。 随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求也越来越高。在家居中利用插花来点缀、美化环境已是越来越普遍了。为了延长插花时鲜花的寿命，我们可以利用放暑假的有利时机，进行一系列的实验。让我们利用市场上常见的康乃馨和睡莲，研究鲜花花枝的处理和插花水溶液的配制，争取尽量延长鲜花的寿命。 一、请你做好下列准备 PREPAIR 1.材料：康乃馨和睡莲。 2.用具：矿泉水瓶、食盐、天平、剪刀、量筒、火柴 、纸张、铅笔、酒精灯、蔗糖、烧杯、石棉网。 二、我们可以开始了 GO! 1.将一组花枝切口用文火烧灸片刻、另一组花枝切口用沸水浸泡30秒等的不同方法进行处理（以清除切口上的细菌及将导管内的空气排出）。 2.将不同组的花枝插于不同浓度的食糖水、食盐水以及两者的混合溶液中。 3.通过观察实验现象、分析实验结果，从而寻找最佳的实验方案。 4.将矿泉水瓶分成Ⅰ、Ⅱ两大组，每大组分别包括康乃馨（A小组）和睡莲（B小组），再将每小组用四种不同浓度的培养液进行培养观察，如下表： ①食盐水组 ②蔗糖水组 ③食盐水与蔗糖水混合组 5.实验分析 ①三个表格所记录的实验结果的纵向可以看出：康乃馨的花期受水溶液中所含物质的影响。花枝切口烧焦组（Ⅰ组）的康乃馨，在食盐水浓度为1%和蔗糖水浓度为0.5%时，花期最长；而当用0.5%食盐水和0.5%蔗糖水的混合液培养康乃馨时，其花期比两种溶液单独培养的花期更长，可达11天。这说明混合液中的无机盐和养分有利于延长花的寿命。 ②花枝切口烧焦组（Ⅰ组）的睡莲，在食盐水浓度为0.5%和蔗糖水浓度为0.5%时，花期为最长，也长于清水培养组；当用0.5%食盐水和0.5%蔗糖水的混合液培养睡莲时，其花期比两种溶液单独培养的花期更长，可达11天，这说明混合液中的无机盐和养分对睡莲花期的延长也非常有利。 ③对花枝切口浸沸水组（Ⅱ组）的分析结果，支持了以上的说法，也是较低浓度的食盐和蔗糖水的混合液有利于花期的延长。再横向进行比较，可以看到：当对康乃馨的花枝切口采用烧焦法时，花期相对于采用浸沸水法的要长。 三、我们还能做什么？ GO ON 用当地常见的插花做实验，争取找出延长鲜花寿命的配方。 四、资料卡 INFORMATION 配置鲜花营养液的建议方法 插花时，在清水中加入少量的食盐和蔗糖，对延长花期是非常有利的。在日常生活中，可用500ml的“雪碧”饮料瓶，装清水至原雪碧饮料的高度，即为500 ml的水，再溶入约略少于半个雪碧饮料瓶瓶盖的糖，即为0.5%蔗糖水溶液；而0.5%食盐水的配制方法相同，只是装食盐时略多于半瓶盖。 责任编辑：