探究叶脉书签制作的影响因素实验报告

实验七探究性实验设计

实验目的：

一、学会中学化学实验中探究性实验设计的一般过程与方法。

二、学会并掌握控制变量法在探究性实验中的应用。

三、学会制作叶脉书签并探究出最佳的制作条件，从而达到又快又好地制备出精美的叶脉书签的目的。

实验要求：

一、自行发现实验探究问题；

二、自行设计探究性实验方案；

三、实验实施与实验问题发现及记录；

四、实验报告与分析。

实验报告：

一、探究问题的提出

探究叶脉书签制作的最佳条件

——选自人教版九年级化学第十单元酸和碱的家庭小实验

二、实验背景与探究意义

实验背景：

叶脉书签是一种利用碱的腐蚀性对树叶进行处理而成的书签，原理是利用氢氧化钠的强腐蚀性，对叶形美丽的树叶进行一定的物理化学处理后，树叶的叶肉细胞的多糖物质被腐蚀掉，留下网状的脉纹，再通过染色制成各种颜色的书签。具体步骤参考人教版初中化学九年级下册第十单元课题一中“家庭小实验”提供的资料卡片（如图一）。

这种书签，由于来自树叶，具有其他书签所不能比拟的自然之美，令人赏心悦目，容易引起学生的实验兴趣；同时学生可以选取不同种类的叶片进行实验，让学生感受到化学可以来自于身边的生活；本实验操作简单且具有趣味性、仪器装置简易，材料容易获得，可操作性强，学生在课后可以利用洗衣粉代替氢氧化钠溶液进行实验，激发学生兴趣的同时提高学生的动手操作能力。故我们实验小组选取本实验为我们的实验课题。

探究意义：

然而，教材中对于叶脉书签的介绍过少（如图一），列出的方法过于简单。而在实际的实验中我们需要考虑一系列的影响实验结果的因素，如树叶种类，处理时间，染色剂种类等。如果不对这些因素进行探究，盲目地跟随教材进行实验，有可能会花费过多的课堂课后时间，甚至导致实验失败，这样会极大地打击学生学习化学的积极性。因此，为了提高实验的成功率，我们有必要进行实验，对实验条件进行探究，基本得出实验的最佳条件，从而达到又快又好地制备出精美的叶脉书签的目的，最大限度地激发学生对化学实验的兴趣。

图一九年级下册化学课本中有关叶脉书签制作步骤

三、问题解决设想（思路）

a)制备方法选择：叶脉书签的制备方法非常多，如水浸法和煮制法。水浸法主要利用树叶在水

中长时间浸泡产生各种微生物，将树叶的柔软物质如叶肉细胞进行分解，而留下相对比较坚硬，腐烂速度缓慢的叶脉，但是这种方法的缺点就是水浸时间不好控制，过短无法使叶子的叶肉细胞腐烂，过长又容易损坏叶脉。因此，本实验小组选择煮制法，即教材中的方法。实验原理比较简单，因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、叶柄由纤维素构成，在碱液中不易被腐蚀。因此用碱液处理过后的树叶只剩下叶脉和叶柄，经过漂白和染色后可以作为书签。根据该制作原理，本实验小组利用已有的材料，主要选择对叶片种类、煮沸时间以及染色剂种类对叶脉书签制作的影响进行探究。

b)叶子种类选择：叶子的大小、叶肉细胞的柔软性、叶脉网络的美观度都将影响书签最后的制

作效果。为了节省时间，并结合实际情况，我们挑选了叶质较厚、大小适中、叶面平整、叶脉丰富清晰的紫荆叶、芒果叶、橘子叶、紫薇叶、白玉兰叶、榕树叶进行实验。

c)探究方法：由于影响书签效果的因素很多，本实验小组选择正交法，通过控制变量对制备最

佳条件进行探究。

d)煮沸时间和碱液浓度：根据文献所述，选择质量分数为10%的氢氧化钠对树叶进行约10分

钟的煮沸效果最佳，同时为了节省实验时间，因此本小组选择用质量分数为10%的氢氧化钠，以5、10、15分钟的时间梯度对树叶进行探究。

e)染色剂选择：本实验小组从染色剂的不同颜色出发，分别选择亚甲基蓝溶液、品红溶液、甲

基橙溶液对叶脉进行染色。

f)其他试剂的选择：由于要探究染色剂对书签染色效果的影响，而树叶本来就有颜色，因此，

为了消除树叶的颜色对效果的影响，在探究染色剂效果的步骤采取多一步“漂白”，用20%的双氧水对叶脉进行漂白。

g)评定书签好坏的标准：本实验小组根据不同的探究因素，选择不同的标准从书签好坏进行评

定。（详细见实验方案）

四、实验方案

（一）实验仪器与试剂

a)仪器：500mL烧杯三脚架石棉网酒精灯（实验室有电热炉则选用电热炉）玻璃

棒镊子透明塑料纸报纸牙刷天平计时器

b)试剂：白玉兰叶（7片）芒果叶（1片）紫薇叶（1片）榕树叶（1片）紫荆叶（1

片）橘子叶（1片）等坚硬、网状脉比较明显的叶片10%氢氧化钠溶液20%双氧水

品红溶液甲基橙溶液亚甲基蓝溶液

（二）实验装置图：

（三）实验准备

a)叶片的准备：选取叶质较厚、大小适中、叶面平整、叶脉丰富的叶片，用清水刷洗除

去表面尘土污垢，晾干待用；

b)碱液的准备：用500mL烧杯称取30g氢氧化钠固体，加水到300g，并用玻璃棒搅拌，

制得10%的氢氧化钠溶液。

（四）探究加热时间对实验结果的影响

a)加热：把装有适量10%的氢氧化钠溶液的500mL烧杯放到垫有石棉网的电热炉上加热，

近沸时，把五片白玉兰叶完全浸没溶液中，开始计时，边加热边搅拌。待树叶加热5

分钟时，用镊子取出一片叶片，10分钟时，取出四片叶片（此四片叶片留在实验六进

行染色），15分钟后，取出一片树叶，分别做好标记，停止加热；

b)漂洗：把取出的叶片放入盛有清水的烧杯中漂洗干净；

c)刷洗：将叶片放在透明塑料纸上，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；

d)对比：对比相同浓度氢氧化钠溶液和不同煮沸时间制作出来的叶片脉络，选出最佳的

加热时间。

（五）探究叶片种类对实验结果的影响

a)加热：把装有适量10%的氢氧化钠溶液的500mL烧杯放到垫有石棉网的电热炉上加热

至近沸，放入几种不同种类的树叶，加热10分钟；

b)处理：按照（四）中的步骤进行漂洗、刷洗；

c)对比：各种树叶的制作效果，并选出最佳种类的树叶。

（六）探究染色剂对染色效果的影响

①选取：同种树叶在相同条件下制作的叶脉共四片；

②漂白：用20%的双氧水（或漂白液）漂白叶脉，约15分钟；

③染色：用品红溶液、甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液分别对三片叶脉进行染色，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。

五、实验过程记录

a)步骤记录：

图：加热

图：漂洗

图：刷洗

图：紫荆叶脉书签（成品）

d)探究染色剂对染色效果的影响

六、相关问题探讨

a)在实验过程中发现，不是所有的树叶都适合制作书签，即使符合叶质厚的外观条件，据文献

记载，最容易处理的是木兰科的树叶,如白玉兰、火力楠、含笑、毛叶玉兰等的叶子；其次是山茶科的石壁木、小果石壁;木屏科的桂花叶。木兰科的树叶的叶脉粗放,桂花叶、石壁木叶子的叶脉细腻，而且大小亦不同。另外，树叶并不是越嫩越好，而是中等程度老的叶子最容易处理。

b)根据文献记载，碱液通常使用氢氧化钠，也可以用石灰水，但是加入碳酸钠效果更佳，因为

两者可以形成缓冲溶液，使叶片不会过度被腐蚀。

c)经过实验发现，在刷洗过程中只沿一个方向刷反而更容易把叶子刷烂，猜测是因为叶子只往

一个方向重复受力，叶子无法分担力度而被刷烂，应该轻轻来回刷洗。

d)在时间充足的情况下，叶子在碱液中煮沸时间应该视情况而定，一般是等到叶背起小泡为止，

这时说明碱液已经准备进入叶脉。

e)由于实验所用的试剂为强碱氢氧化钠，因此不能用手直接拿树叶，要使用镊子，注意实验安

全。

f)实际上，本实验由于采用正交法，还要结合实际情况，节省时间，所以在叶片刷洗的过程中

由小组成员共同刷洗，但是刷洗的叶片并不是同一组实验的叶片，严格上说变量没有控制好，因为每个人刷洗的力度，方式都不一样，因为仅仅根据刷洗效果来判断叶片种类对书签制作的影响是不完善的，需要改进。

七、参考文献

[1]人教版化学九年级下册.王晶郑长龙.2012年10月

[2]以洗衣粉为腐蚀剂制作叶脉标本.湖南省岳阳师范学校任希重.1997，（10）

[3]叶脉书签巧制作.骆轩.2000，（01）

[4]制作叶脉书签的一些改进.浙江省衢州市第二中学王小未.1997，（11）

[5]自制叶脉书签技术.欧艳林

[6]怎样制作叶脉书签.北京市海淀区少年宫生物组.林琳赵继业