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研究人员
时宇轩,张恒辉
指导老师
黄玉燕
研究时间
.3.9~.3.15
研究内容摘要
对硫酸铜单晶的制作方法展开实验,从首轮失败→反思总结→改进→再实验→再失利→再反思改进,直到第三次实验的成功,这是不曾有过的体会,也是课堂上学不到的宝贵经验,实验的不易更让我们体会到了科学研究的严谨,求知过程中不懈探索的宝贵。
研究硫酸铜单晶制作
在学习了制备晶体课后,我们对晶体的制作过程颇感兴趣,且想验证制作出来的晶体是否和书本上所述的相吻合——蓝色的透亮的平行四边形晶体。于是置办齐了所需的材料,开始了实验。
实验前准备:
烧杯、量筒、无水硫酸铜、自来水、玻璃棒、铁架台、酒精灯、石棉网。
实验过程:
1.用量筒量取毫升自来水,并倒入烧杯中;
2.调节好铁架台的位置将烧杯放置在石棉网上,点燃酒精灯,一边加热一边向里面加入无水硫酸铜,并用玻璃棒不断搅拌,直至这杯溶液成为我们认为的饱和溶液。
3.熄灭酒精灯,将硫酸铜饱和溶液放置到室温处使其自然冷却。
4.取出底部的晶体,并选择一块作为晶核,将其用细线吊在空笔杆上。
5.再次点燃酒精灯,加热硫酸铜溶液并向里面加入无水硫酸铜,并搅拌,直至我们认为的饱和溶液并将上层清液倒入另一个干净的烧杯。
6、将提前制备好的晶核浸入溶液使其悬在其中,等待溶液冷却。
实验结果:
晶核消失了,只留下了一杯深蓝色的硫酸铜溶液。
这样的实验结果打破了我们想让晶核长大的美好的思想,但是晶核为什么神秘消失了呢?
实验反思:
第5步实验中因为一次性加入硫酸铜过多且过快,当发现烧杯底部有固体时就认为溶液已饱和,其实上层溶液并未饱和。
吸取了第一次的教训,我们先查了无水硫酸铜的溶解度(见下表)
实验前准备
烧杯、量筒、无水硫酸铜、自来水、玻璃棒、铁架台、酒精灯、石棉网、托盘天平、砝码;
实验过程
1.用量筒量取ML的自来水,并倒入烧杯中;
2.调节好铁架台的位置将烧杯放置在石棉网上,点燃酒精灯,加热水直至沸腾;
3.用天平称取75.4g的无水硫酸铜并将其加入烧杯中,用玻璃棒搅拌直至饱和;
4.另取一块晶核浸入溶液使其悬在其中,等待溶液冷却;
5.待溶液冷却后,取出晶核。
(注:整个实验重复操作12次,当晶核增大时,所用的硫酸铜粉末和水相应增加)
实验结果
晶体长大了,但不是平行四边形,而是多个平行四边形堆积在一起。
那个长大了的的晶体浑身都是“刺”,与书本上的实验现象有很大的出入,这又是为什么呢?
实验反思
开始我们认为是溶液各部分溶解的硫酸铜不均匀而导致晶体是不规则的多角形,但是溶液是均一、稳定的,那么到底该如何解释这个现象呢?我们百思不得其解,于是请教了科学老师,她告诉我们:自来水中杂质太多,建议我们使用过滤过的水。
在得到科学老师的指点后,我们改进了第二次实验,具体如下:
实验前准备
烧杯、量筒、无水硫酸铜、自来水、玻璃棒、铁架台、酒精灯、石棉网、托盘天平、砝码、漏斗、滤纸。
实验过程
1.用量筒从家用滤水器中量取ML的水;
2.调节好铁架台的位置,将烧杯放置在石棉网上,点燃酒精灯,加热水直至沸腾;
3.用天平称取75.4g的无水硫酸铜并将其加入烧杯中,用玻璃棒搅拌直至饱和,用玻璃棒搅拌直至饱和并对上层清液进行过滤;
4.再另取一块晶核浸入溶液使其悬在其中,等待溶液冷却;
5.待溶液冷却后,取出晶核,小心翼翼的用手剥去晶核上的尖尖角。
(注:整个实验重复操作12次,所用的硫酸铜粉末和水相应增加)
实验结果
做出一个棱角较少的透亮的蓝色平行四边形硫酸铜晶体,基本与书本上的实验现象相符。
实验反思
由于过滤过的水不能达到纯净状态,所以晶体上还是有少量的棱角存在,如使用蒸馏水作实验实验效果会更好。
我们的收获
通过这次实验,我们也体会到了科学的严谨性:仅仅是水质的不同,都能使实验结果有如此大的变化。同时,我们提升了科学素养,懂得了做事一定要严谨,也知道了不论是哪里出了问题,都会给结果带来无限大的变化。
同时,我们通过亲身实践更加了解了科学的本质——在不断的失败中不断的提出疑问,且拥有屡战屡败却屡败屡战直至成功的不懈追求的精神,也提高了自己的科学素养。并且养成了敢于提出疑问,并以实验验证的好习惯。明白了即使只是简单的实验,我们也要认真对待,踏实走好每一步,学好每一个知识点,在日后才可以用所学知识贡献祖国,努力做国家栋梁。梁启超先生说过“少年智则国智,少年富则国富,少年强则国强,少年独立则国独立,少年自由则国自由,少年进步则国进步,少年胜于欧洲,则国胜于欧洲,少年雄于地球,则国雄于地球。”如今一个国家的科学强盛决定了国家在世界地位。我想说:少年科学强,则国科技雄于世界。少年远行,不畏将来!加油!
编辑:金枭钦
审核:吴旭群
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