神奇的一瞬針對二氧化硫?qū)ζ芳t溶液顏色影響的探索(論文)參與學生城之洲趙雅芳陳輝指導(dǎo)老師秀尹力燦姓柳曹芳1可編輯版論文提綱1.目錄2.專家意見

3.論文摘要

4.課題由來

5.實驗報告

6.理論探究

7.小結(jié)

8.參考書目2可編輯版研究過程發(fā)現(xiàn)問題設(shè)計實驗進行實驗提出猜想查閱資料,請教專家驗證猜想得出結(jié)論3可編輯版《全日制普通高級中學教科書·化學》（人教版·實驗修訂版）第一冊上清楚地寫有這樣一句話：“二氧化硫通入品紅溶液后，顏色逐漸褪去?！卑磻T例，老師在課堂上演示了這個實驗。在演示實驗中，我們看到：品紅溶液中逐漸出現(xiàn)了氣泡，但顏色卻沒有變化。老師解釋到，這是由于導(dǎo)管中殘余的空氣被排出到溶液中的緣故。但隨即不久，我們卻分明看到了品紅溶液顏色的加深！難道這也是空氣的作用？在我們遲疑的這一瞬間，品紅溶液的顏色卻忽然變淺了，接著,顏色逐漸褪去。難道是我們的眼睛花了嗎？下課后，迷惑不解的我們把這一現(xiàn)象告訴了化學老師，希望能得到滿意的解釋?；瘜W老師顯然也有些吃驚，但她鼓勵我們：“一次只是偶然，拿出證據(jù)來才能說服別人！你們自己去探索吧。”課題由來BACK4可編輯版實驗裝置圖發(fā)生器安全瓶效應(yīng)器對比器NEXT圖一5可編輯版實驗裝置圖圖二

發(fā)生器安全瓶效應(yīng)器對比器

BACK6可編輯版論文摘要

化學是一門神奇的科學，我們常常在不經(jīng)意間揭開了她神秘的面紗；只有具備一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，才不會與她失之交臂，從而叩響探索與發(fā)現(xiàn)的大門。在一次化學課上的簡單的演示實驗中，我們無意中發(fā)現(xiàn)：品紅溶液在通入二氧化硫后的褪色過程并不像教科書上說的那么簡單，而是經(jīng)歷了一個顏色由淺及深，再由深變淺的奇妙歷程。是什么力量導(dǎo)致了這樣的結(jié)果呢？為了弄清楚這個與我們思維定勢不相符合的現(xiàn)象的本質(zhì)，我們請教了許多老師，翻閱了不少資料。同時，本著科學、嚴謹、實事求是的態(tài)度，我們決定自己用實驗來探索問題之所在。我們設(shè)計了多組對比實驗，分別對在不同溫度下、不同濃度條件下、不同pH值的環(huán)境下的褪色現(xiàn)象進行了研究和探討。終于，功夫不負有心人，在推翻了一個個假設(shè)與猜想，經(jīng)歷了一次次失敗和困惑后，我們提出：是品紅本身結(jié)構(gòu)的組成和溶液中存在的某種平衡導(dǎo)致了這種現(xiàn)象的發(fā)生。NEXT7可編輯版論文摘要這種設(shè)想是否正確呢？通過查閱資料并請教湖南師范大學化學系的教授們之后，我們對自己的假設(shè)基本滿意，認為其是合乎邏輯的。通過實驗，我們基本上弄清楚了向品紅溶液中通入二氧化硫后溶液褪色過程中導(dǎo)致出現(xiàn)奇特現(xiàn)象的原因及發(fā)生過程，從而我們對化學這一門實驗科學又有了全新的認識。我們相信：只有通過不懈的探索與發(fā)現(xiàn)，才能抓住事物的本質(zhì)規(guī)律，我們愿意用自己日益充實的大腦去發(fā)掘更多、更新的事物！BACK8可編輯版理論探究

一、猜想

經(jīng)過一系列的試驗與探索，我們已對品紅的性質(zhì)有一定了解。我們隨即展開了對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生原因的研究與探索。一開始，我們曾利用氫氧化鈉溶液吸收過量的二氧化硫氣體，以使其污染程度降至最低?？墒?，令人意想不到的事情發(fā)生了：品紅溶液沒有再變紅，而是迅速褪至無色！我們認真比較了前后兩次實驗用品，發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉溶液似乎扮演了一個異常重要的角色——罪魁禍首就是它嗎？我們大膽設(shè)想：既然氫氧化鈉能使品紅溶液褪色，聯(lián)想到石蕊試劑性質(zhì)，是否品紅是一種有機弱酸？是否在溶液中存在著某種化學平衡呢？——那么起決定作用的是否為氫離子？為了驗證我們的猜想，我們將鹽酸稀溶液直接加入品紅溶液中，果然，溶液變紅了！那么二氧化硫先使品紅溶液變紅是否也是因為其溶于水后生成了亞硫酸？我們繼續(xù)進行，果不其然，通入二氧化硫的品紅溶液仍表現(xiàn)為先變紅再褪色，這一現(xiàn)象使我們大受鼓舞。經(jīng)過數(shù)次實驗，我們提出了自己的假設(shè)：在品紅溶液中存在某種平衡（我們把品紅簡記為HR）：

HR

H++R-…（*）

（紅色）（無色）9可編輯版

當我們向溶液中通入二氧化硫時，二氧化硫溶于水形成了亞硫酸，亞硫酸的電離從原有溶液外界引入了氫離子，根據(jù)勒夏特列原理，溶液中存在的該平衡將向左移動，形成更多的品紅分子，從而導(dǎo)致溶液顏色的加深。反之，加入的堿液與溶液中原有的氫離子結(jié)合成難電離的水，導(dǎo)致平衡向右移動，溶液中的品紅分子數(shù)減少，從而溶液顏色變淺直至無色。那么我們的假設(shè)是否正確呢？根據(jù)我們查閱資料所得,品紅分子的結(jié)構(gòu)簡式如下：

ClH2N==C—(—NH2)2

由此可見，基團“NH2Cl”充當了提供氫離子的角色——它的水解帶來了氫離子，同時也破壞了品紅分子中的顯色團“==”的整體結(jié)構(gòu)，使其喪失顯色功能。在反應(yīng)的歷程中，在通入二氧化硫的初期，生成的亞硫酸對溶液中存在的氫離子平衡的影響占主要地位，即發(fā)生了上述的平衡移動過程，從而使我們看到了溶液中顏色的變化；但隨著二氧化硫的逐漸通入，反應(yīng)的主體變?yōu)榱似芳t分子與二氧化硫的結(jié)合，生成了不顯色的加合物“H2N——C—（—NH2）2”，從而溶液的顏色逐漸褪去。SO3H同時，我們還將進行更為精確的定量實驗，為我們的假設(shè)提供更有力的證據(jù)。BACK10可編輯版二、驗證

為了證明我們猜想的合理性，我們進行了一系列對比實驗（已收入實驗報告中）：1．我們向效應(yīng)器（品紅溶液）中滴加稀酸（鹽酸、硫酸），并同時向?qū)Ρ绕髦屑尤氲润w積的蒸餾水，我們發(fā)現(xiàn)：效應(yīng)器中的溶液顏色比對比器中的溶液顏色深。而由我們的猜想：加入氫離子能使平衡(*)向左移動，該現(xiàn)象正好符合這一猜想。2．我們向效應(yīng)器（品紅溶液）中滴加強堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀），并同時向?qū)Ρ绕髦屑尤氲润w積的蒸餾水，我們發(fā)現(xiàn)：效應(yīng)器中的溶液顏色完全褪去。而由我們的猜想：加入氫氧根離子能中和溶液中的氫離子，從而能使平衡(*)相右移動，同樣，該現(xiàn)象也正好符合這一猜想。3.同時向?qū)Ρ绕髦屑尤氲润w積的蒸餾水，我們發(fā)現(xiàn)：效應(yīng)器中的溶液顏色明顯淺于對比器中的溶液顏色。而這一現(xiàn)象又能很好的利用我們的猜想來完美解釋。4.我們向效應(yīng)器（品紅溶液）中加入強酸弱堿鹽（氯化銨、硫酸銨），并同時向?qū)Ρ绕髦屑尤氲润w積的蒸餾水，我們發(fā)現(xiàn)：效應(yīng)器中的溶液顏色有所加深。這又再次證明了我們的猜想的合理性。BACK11可編輯版小結(jié)

通過這一次漫長而艱難的探索，我們知道了什么是創(chuàng)新的快樂、探索的艱辛和得到成果的愉悅?！凹毼⑻幰娋瘛?，我們發(fā)現(xiàn)這個與教科書上所闡述的不相一致的細節(jié)，并緊緊抓住它不放。雖然我們在一開始就做好了失敗的準備，但是我們從未放棄過。無論經(jīng)歷怎樣的失敗與挫折，我們的信念都沒有改變——二氧化硫氣體的通入能使品紅溶液的顏色先加深，再褪色，而不是“逐漸褪色”（見《全日制普通高級中學教科書·化學》（人教版·實驗修訂版）第一冊131頁）。事實支持了我們的想法，但我們沒有就此滿足。我們決心通過實驗來證明這一新發(fā)現(xiàn)的普遍性，并通過翻閱資料對其成因做出恰當?shù)慕忉?。我們的探索之路不是一帆風順，二氧化硫的釋放速率太難控制得恰到好處；品紅溶液的顏色變化有時也難以分辨清楚；二氧化硫那刺鼻的氣味常常讓我們嗆得睜不開眼睛，難以呼吸……NEXT12可編輯版

但年輕人特有的執(zhí)著與自信和對科學的熱愛使我們終于克服了種種困難，最終達到了令人滿意的效果。通過這一次有意義的探索，我們懂得了：科學就是隱藏在生活中的精靈，等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)；然而，機會只會垂青那些有準備的頭腦。所以，我們必須首先掌握好基礎(chǔ)知識，這樣，當下一次機會再次來臨之時，我們定會將它更好地把握！BACK

13可編輯版參考書目