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高中课外实验大全

能自燃的金属

【原理】　 有些金属处于极细的粉末状态时，能在空气中自燃。这类活性较强的金属粉末一般要用化学方法制得。例如，能自燃的铁粉，可以用草酸亚铁加热分解制得，反应式是
FeC2O4·2H2O=CO↑+CO2↑+2H2O+FeO
3FeO=Fe2O3+Fe
4FeO=Fe3O4+Fe
得到的铁粉表面积很大，在室温下遇到空气会发生激烈的氧化还原反应，放出大量的热而燃烧起来，反应式是 4Fe+3O2=2Fe2O3
【准备】
（1）实验室里如没有草酸亚铁，可以自制。配制一定浓度的草酸溶液和亚铁盐溶液（如FeCl2、FeSO4），使这两溶液以等摩尔混合，就能得到黄色的草酸亚铁沉淀。然后经过过滤、洗涤、干燥等处理，得到粉末状草酸亚铁，可以装在瓶里长期保存。
（2）为了防止加热时铁粉跟空气接触而发生反应，试管口要配一个单孔塞子，孔里插一段细玻管，用来阻止外面的空气进入反应管。
【操作】
（1）在大试管中加入约4药匙粉状草酸亚铁，塞上带有导管的塞子，再固定在铁架台上（见下图）。
（2）用煤气灯（也可以用酒精灯）较彻底地预热准备好的试管，然后加热试管尾部，使草酸亚铁慢慢地分解。实验时管口如果出现冷凝水珠，可再次在试管前端加热，尽量赶去水分。
（3）加热到发生反应时，试管内粉末会出现翻腾现象，随之黄色粉末慢慢变黑。到试剂呈黑色而不再有翻腾现象时，停止加热，留在试管里的是自燃铁粉。
（4）趁热取下带导管的塞子，重新塞上橡皮塞，让它自然冷却。冷却后再检查一下塞子是否漏气，要保证在演示前没有空气混入。如果存放时间较长，最好用蜡封住塞子和管口的相接边。
（5）实验时先把铁粉堆放在近试管口处，再拔下塞子，立即使铁粉分批轻轻撒出。铁粉在空气中下落时发生自燃，产生一束束火花。
【说明】
（1）在制取自燃铁粉时有大量气体产生，极可能发生冲料现象，所以试管口应向上倾斜。为了防止凝冷水回落而使试管破裂，所用试剂应充分干燥。此外，还应选用硬质试管，同时在反应前对整个试管作较彻底的预热。

（2）撒出的铁粉在空气中自燃的时间较长，不能把它撒在地毯或木质地板上。
（3）做铅粉的自燃实验时，取硝酸铅60g溶于100g水中。再取酒石酸钾钠45g，溶于100g水中。这两种溶液混合后得到酒石酸铅的沉淀。把沉淀洗涤2～3次，再抽滤、干燥，即得粉末状酒石酸铅试剂。用酒石酸铅制取自燃铅粉以及表演铅粉自燃的装置和方法，与上述用草酸亚铁加热制自燃铁粉的实验相同。酒石酸铅受热分解而得到自燃铅粉的化学反应式是PbC4H4O6=Pb+2C+2CO2↑+2H2O↑
（4）把草酸镍放在上述装置的试管内，用加热草酸亚铁相同的方法操作，能制得自燃镍粉。自燃镍粉也能在空气中迅速自燃。下面是自制草酸镍的方法。取0.5mol/L硫酸镍（NiSO4）溶液和0.5mol/L草酸溶液以等体积混合，搅拌后有淡绿色的草酸镍沉淀生成。再将沉淀洗涤、过滤、干燥（当pH达到7时，放在烘箱内在50℃下烘干）即可。由草酸镍制得自燃镍粉的反应式是 NiC2O4=Ni+2CO2↑
自燃镍粉封存及表演的方法同上述自燃铁粉实验。　

水面鞭炮
【原理】镁粉和二氧化硅粉在引燃时产生如下反应。
2Mg+SiO2=2MgO+Si
2Mg+Si=Mg2Si
上述产物（Mg2Si）遇盐酸会产生一种叫硅烷的气体。它跟空气里的氧气接触，会自燃和爆鸣，发出火光和“噼啪”声。
Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑
【准备】取一只100mL烧杯，加入20mL浓盐酸，再加入约20mL水，搅拌均匀，配成约18％的盐酸溶液，冷却后待用。
【操作】
（1）称取5g二氧化硅粉末，放在研钵里。再称取8g镁粉，也放入研钵，使它们尽可能研细混匀。用药匙把混合物装入约30mL的铁质坩埚内，用药匙压紧混合物。
（2）把这坩埚放在铁架台上或砖块上，并置于通风环境中或通风橱内，移开四周的易燃物。取一根长约80mm的镁条，一端插入混合物内，外露一端用火引燃。当燃烧的镁条引燃坩埚中的混合物后，用坩埚钳迅速盖好坩埚盖，避免空气中的氧参与部分反应及坩埚内灼热的物质飞溅。待坩埚冷却后，把坩埚内灰黑色的产物倒入研钵内研碎。
（3）用药匙取上述研碎的产物逐步撒入上述配制好的盐酸溶液中。煤渣一样的上述粉末一旦撒入盐酸中，液面上立即发出噼噼啪啪的爆鸣声，并伴随有点点闪闪的火花，在烧杯上方还会出现一缕缕的白烟。
【说明】
（1）镁粉跟二氧化硅粉反应会放出大量的热。用瓷坩埚作反应容器，坩埚常会破裂，因此要选用铁质坩埚。这反应持续近1分钟，点燃反应物盖上坩埚盖后，不要急于掀盖观察，等反应结束并冷却后再启盖。
（2）制得的硅化镁固体，如果暂时不用，可以封存在试剂瓶中，几月甚至一、两年都不会变质。　

示温涂料
【原理】四碘合汞酸银（Ag2[HgI4]）是黄色粉状物质，它的结构为四方晶系。它在常温下呈黄色，加热到40℃以上时，结构转为立方晶系，外观呈橙色。四碘合汞酸铜（CuHgI4）是红色粉状物质，常温下的结构为四方晶系，外观呈红色，加热到71℃以上，结构也转为立方晶系，外观呈棕黑色。用这两种原料配制成的涂料，能在不同温度下反复显示不同的颜色，因此叫示温涂料。四碘合汞酸银和四碘合汞酸铜在实验室里的制取过程和变色条件可以用下面的简式表示。
【操作】
（1）称取2g硝酸汞，溶于40mL水中。另取4.5g碘化钾，溶于另40mL水中。把少量碘化钾溶液加入到硝酸汞溶液中，稍加搅拌，有橙色的沉淀（HgI2）生成。继续加入碘化钾溶液，开始橙色沉淀越来越多，以后慢慢减
的无色透明溶液一分为二，分别放在两只烧杯里。
（2）称取1g硝酸银，溶于20mL水中，将硝酸银溶液加入上述的溶液中，烧杯内产生大量黄色沉淀（Ag2[HgI4]）。
（3）称取1g硝酸铜，溶于10mL水中，并把它加入上述另一份溶液中，烧杯内产生大量红色沉淀（CuHgI4）。
（4）把上述产生沉淀的两种混合液各自静置一段时间，然后倒掉上面一层澄清的溶液。再分别用水洗涤沉淀2～3次。方法是在两种混合液里加入较多的水，搅拌后静置约半小时，弃去上层清液。反复2～3次。最后把这两种沉淀物（不必烘干）分别和木工用的白胶或透明胶水（如鹅牌合成胶水）混合，即得到两种示温涂料。用毛笔蘸取这些涂料在白纸上描成图画或写成文字，待它干燥。
（5）把上述描有图画或文字的纸条贴在盛有热水的大烧杯外壁，原来黄色的图画不久变成桔红色，冷却后又变黄色，原来红色的图画不久变成棕黑色，冷却后又变红色。该纸条可以长久反复使用。
【说明】
（1）配制上述试剂溶液及洗涤沉淀物的水都必须用蒸馏水。
（2）选用透明胶水，是为了防止涂料脱落，同时又不遮盖其颜色。胶水用量不必多，按照上述配比，只添加几滴胶水即行。　

示温溶液
【原理】
（1）二氯化钴所含的结晶水受温度和湿度的影响较大，存在如下平衡：
从上述平衡看出，温度越低，蓝色的无水二氯化钴越容易跟水结合而生成红色的六水二氯化钴。在高温、干燥条件下，红色的六水二氯化钴容易变成蓝色的二氯化钴。
（2）铬离子能跟不同数量的水分子形成不同程度的水合异构体。例如，温度较高时形成绿色的五水合铬离子，温度较低时变成蓝紫色的六水合铬离子。
（3）蓝色硫酸铜溶液会跟无色溴离子作用，生成绿色的四溴合铜离子。当温度升高时，该溶液中四溴合铜离子的浓度增大，所以溶液呈绿色。四溴合铜离子在低温下浓度极小，溶液呈硫酸铜的蓝色。
【操作】
（1）取一粒二氯化钴晶体，放在一支洁净的试管里，逐滴加入95％的酒精使它溶解。这时得到的溶液呈蓝紫色。在溶液里逐滴滴加清水，每滴一滴就振荡均匀，直到溶液刚呈粉红色为止。慢慢加热这试管，不久溶液转为紫色，继续升温，溶液慢慢由紫色变蓝色，即温度越高，溶液颜色越接近蓝色。把溶液冷却到室温，溶液颜色又慢慢恢复到粉红色。
（2）在一只小锥形瓶中加入50mL稀硝酸，再加入4g三氧化二铬，得到蓝紫色的浓度约10％的硝酸铬溶液。给这溶液加热变成绿色，冷却后又变成蓝紫色。这个实验的颜色变化能反复进行。
（3）取一只小烧杯，先后加入15mL0.2mol/L硫酸铜和5mL溴化钾饱和溶液（约5gKBr加5mL热水），混合均匀后得到蓝绿色溶液。把这溶液等量分装在三支小试管中。把第一支试管放在酒精灯灯焰上加热到接近沸点，第二支试管放在冰水中，第三支试管作为对照。这时加热的溶液呈绿色，浸在冰水里的溶液呈蓝色，处于室温下的试管仍呈蓝绿色。　

蓝瓶子、红瓶子
【原理】亚甲蓝（C16H18ClN3S·3H2O2分子量373.90）是噻嗪衍生物，用作观察细菌和组织切片的染色剂，也可用来染丝和用作指示剂。亚甲蓝呈蓝色，容易被还原成无色。被还原的分子也易重被氧化成亚甲蓝。它的可逆性变化可用下式表示。

用符号MB表示亚甲蓝，则上述反应可表示如下：
由上式可知，本实验颜色变化的实质是氧化还原反应。本实验所用的溶液是亚甲蓝、葡萄糖和氢氧化钠的混合液。刚配制时溶液蓝色，放置片刻，蓝色就褪去，这是由于亚甲蓝被葡萄糖还原的结果。当振荡上述无色溶液时，瓶内溶液跟空气接触的表面增大，氧气在溶液中的溶解量也增多，氧气就把无色的H2MB重新氧化成蓝色的MB。当瓶子静置时，溶液里葡萄糖所起的还原作用渐渐起主导作用，蓝色的H2MB又被还原成无色。上述操作可以反复许多次，直到瓶内的氧气耗尽为止。

碱性藏花红（C2OH19ClN4）也是一种氧化还原型指示剂，它在氧化态时呈红色，被还原后呈无色。用它替代亚甲蓝做变色实验，则在红色和无色之间反复变化，因此又叫红瓶子实验。
【操作】
（1）称取2g氢氧化钠固体，放入250mL锥形瓶中，加入100mL水使它溶解。再加入2g葡萄糖，最后加入几滴亚甲蓝溶液（0.2％）到溶液呈蓝色。溶液静置几分钟后变成无色。
（2）塞上橡皮塞，振荡后溶液变成蓝色，再静置一段时间，溶液中的蓝色又逐渐消失，再振荡溶液，蓝色又出现。溶液的颜色能在蓝色和无色之间反复发生变化。
（3）称取4g氢氧化钠固体，放在250mL的锥形瓶中，加入100mL水使它溶解。再加入2g葡萄糖，最后滴入1～2滴0.5％的碱性藏花红指示液。塞上橡皮塞后按照上述相同方法操作。刚振荡时溶液呈红色，静置片刻变成无色。溶液的颜色也可以反复变化。
【说明】
（1）用葡萄糖作还原剂，溶液应是碱性介质，在酸性介质或中性介质中不会产生变色现象。
（2）为了增加演示效果，可适当增大碱量，这样变色周期短，现象明显。
（3）碱性藏花红试剂用量宜少，只要略显出红色即可。
（4）上述两个变色反应的最佳温度是25℃，所以冬天演示要略加热。

碘时钟
【原理】在酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠会发生如下一些反应
反应式（2）产生的单质碘，在反应式（3）中被亚硫酸氢根消耗，所以当溶液中有淀粉时不会显蓝色。当溶液中亚硫酸氢根离子消耗完以后，反应式（3）不再继续，于是单质碘的浓度突然增大，使淀粉溶液变蓝色。如果亚硫酸钠溶液的浓度大于碘酸钾溶液浓度的3倍，由于碘酸根离子在亚硫酸根离子消耗完以前已消耗殆尽，就不再出现蓝色。
【准备】分别配制下面三种溶液。
溶液A：0.9g碘酸钾溶于少量温水中，再稀释到500mL。
溶液B：0.45g亚硫酸钠配成溶液，稀释到500mL。
溶液C：取5g可溶性淀粉，放在小烧杯中，加入25mL冷水，搅拌成悬浊液。另取200mL水加热至沸，趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌，使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5mL浓硫酸，最后也稀释到500mL。
【操作】
（1）浓度对反应速率的影响
取两只大烧杯，配制混合液D和E。
溶液 D：200mL水+50mLA液+50mL C液
溶液 E：225mL水+25mLA液+50mL C液
在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50mLB液。室温下D液约10秒钟左右由无色突然变成深蓝色，E液约在20秒后突然变成深蓝色。
（2）温度对反应速度的影响 准备三份E液（各30OmL，配法同上），加入三只大烧杯里。把一份放在石棉网上加热到50℃左右，一份维持在室温，另一份浸在冰水里冷却到近冰点。用三支量筒分别量取50mL B液，同时把三份B液分别加入上述不同温度的三份E液中。接近50℃的溶液先呈现蓝色，处于近0℃的溶液最后变色。
【说明】
（1）在操作（1）中如保持温度不变，变色所需时间可由改变溶液A的量来作调节。每当碘酸钾在反应混合物中的浓度加倍时，变色的时间约减半。
（2）在操作（2）中，E液和B液混合后的温度不宜超过50℃，否则会出现蓝色到橙色的变化。　

变色液
【原理】酸性靛蓝（商品名）又名靛蓝胭脂红，分子式是C16H8O2（SO3Na）2，试液pH＜11.6时呈蓝色，pH＞14.0时呈黄色。酸性靛蓝也是氧化还原型指示剂，它在碱性条件下被氧气氧化后呈绿色，被葡萄糖还原后呈黄色，它的中间态呈橙红色。因此又叫“三变色”魔术，该反应也能反复多次变色。
【操作】
（1）称取2g氢氧化钠，放在400mL烧杯里，加少量水使它溶解，然后配制成200mL溶液。把这碱溶液倒在250mL的锥形瓶中。
（2）在上述锥形瓶中加入4g葡萄糖，在它溶解后加入1～2mL1％的酸性靛蓝溶液，轻微地摇匀瓶内的混合液，塞好瓶塞。这时溶液呈绿色。
（3）把锥形瓶静置在桌面上，片刻后绿色渐渐变成橙红色，接着变成黄色。轻轻摇动锥形瓶，黄色溶液又变橙红色。较激烈地振荡锥形瓶，橙红色又变绿色。静置后又由绿色变成橙色，不久又变黄色。随着不断静置和振荡，三种颜色能反复互变。
【说明】上述变色的最佳温度是25～30℃，温度过低时要加热，但不可高于50℃。　

振荡实验
【原理】把碘酸钾、双氧水、硫酸、丙二酸、淀粉、硫酸锰等试剂按一定比例配成混合液，会发生如下一些反应。
（2）I2+5H2O2+K2SO4=2KIO3+4H2O+H2SO4
（3）I2+CH2（COOH）2→CHI（COOH）2+I-+H+
（4）I2+CHI（COOH）2→CI2（COOH）2+I-+H+
反应初碘酸钾浓度较大，反应主要按（1）式进行，生成的单质碘与淀粉作用产生蓝色。当单质碘的浓度增大到一定程度，反应主要按（2）式进行，由于耗去单质碘，溶液的蓝色褪去。以后（1）式反应又成主要反应，溶液再次出现蓝色。如此反反复复，溶液颜色不断变化直到双氧水浓度减小到不能
再溶解度的作用。这样能延长变色的周期，便于观察，还能增加颜色循环变化的次数。
【准备】配制下列三种溶液。
溶液A：102.5mL30％双氧水用水稀释到250mL。
溶液B：10.7g碘酸钾加10mL2mol/L的硫酸，再用水稀释到250mL。
溶液C：取0.075g淀粉溶于少量热水中，然后加入3.9g丙二酸（CH2（COOH）2）和0.845g硫酸锰，再稀释到250mL。
【操作】用三支量筒分别量取 A、 B、 C三种溶液各50mL。同时把三种溶液加入洁净的250mL烧杯中，用玻棒略加搅拌后静置。烧杯里的溶液不久出现无色→琥珀色→蓝色→无色→琥珀色……的交替变色现象，溶液颜色反复变化的时间长达几分钟。
【说明】
（1）在表演前约1小时配好溶液。
（2）当双氧水浓度降低时，它的分解速率减小，溶液颜色变化的时间间隔增长，直到双氧水分解完全而颜色不再变化为止。
（3）反应温度最好调节到22～23℃，冬天要把烧杯放在水浴中温热。
（4）试剂的称量要尽量精确，硫酸锰等试剂要用分析天平称取。　

碘酒五变色
【原理】火柴头里含有硫磺、氯酸钾等，划燃火柴头后会产生少量二氧化硫气体。在水溶液中，单质碘跟二氧化硫反应，生成无色的氢碘酸，氢碘酸遇双氧水后被氧化而又析出单质碘。单质碘遇淀粉会变蓝。单质碘遇氢氧化钠，会发生歧化反应而生成无色的物质。
I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
2HI+H2O2===I2+2H2O
3I2+6NaOH====NaIO3+5NaI+3H2O
【准备】称取2g碘、1.5g碘化钾，用75％乙醇溶解、稀释到100mL，得到碘酒溶液（药房购买的医用碘酒溶液也能用）。
【操作】
（1）找一只无色透明的带盖小瓶子（容积约30mL），加入约1OmL水，再滴加2～4滴碘酒，无色的水变成啤酒色。
（2）取几根火柴，把火柴头靠在一起，划燃后迅速把这束火柴插入上述小瓶内。等火柴头在瓶内的液面上燃尽后取出火柴杆，盖上盖子，振荡瓶内溶液。片刻后啤酒色变成无色透明。
（3）向上述小瓶内加入少量双氧水，溶液呈现浅棕黄的啤酒色（如果变色不明显，可以滴加几滴稀硫酸）。
（4）在小瓶内再加入少量面包粉或饼干屑或家用淀粉等，略摇晃一下瓶子，溶液变成深蓝色。
（5）向上述瓶内加入几毫升碱溶液（如6mol/L氢氧化钠），略振荡一下，深蓝色褪尽，溶液变成浊白色（溶液的浑浊是由饼干屑等造成的）。
【说明】
上述各步变化的顺序可以自行编排。例如，在水中放入碘酒后，先加淀粉使溶液呈深蓝色，再划火柴使蓝色褪尽。在上述第（5）步得到的浊白色溶液中加些酸，碘会再次析出而使溶液又呈深蓝色。　

喷雾显色
【原理】
（1）酚酞和百里酚酞试液都是酸碱指示剂，在酸性和中性溶液中都呈无色。酚酞遇碱会变红色，在室温下它的变色范围是pH8.2～10。百里酚酞遇碱则变蓝色，它在室温下的变色范围是pH9.4～10.6。
（2）硫氰化钾跟铁离子反应，会生成配离子[Fe（SCN）n]3-n，它呈血红色。亚铁氰化钾跟铁离子反应生成六氰合铁（Ⅱ）酸铁Fe4[Fe（CN）6]3。沉淀，该物质呈深蓝色（人们叫它普鲁士蓝）。上述两个反应常用来检验铁离子。
【操作】
（1）取一张有吸水性的白纸，用毛笔蘸取1％的酚酞试液，在纸上画几朵花，再用另一支毛笔蘸取1％的百里酚酞试液，在纸上画一些枝叶，晾干或晒干后，白纸上几乎看不出有痕迹。表演时先展示一下白纸，然后取装有5％的氢氧化钠溶液的喷雾器，对准画过图案的地方喷洒，瞬间，在白纸上出现红花蓝叶的画。
（2）取一张有吸水性的白纸，用毛笔蘸取5～10％的硫氰化钾（KSCN）溶液，画上几朵花，再用另一支毛笔蘸取5～10％的亚铁氰化钾（K4[Fe（CN）6]）溶液在纸上画些枝叶，晾干或晒干后，白纸上也看不出痕迹。表演时取装有5～10％的氯化铁溶液喷雾器，对准用试剂画过的白纸喷洒，瞬间，白纸上出现红花和深蓝枝叶。
【说明】
（1）氯化铁还能跟不少物质起反应而显色。例如，分别用毛笔蘸取5％鞣酸溶液、10％氢氧化钠溶液、5％醋酸钠溶液、2％苯酚溶液等，在白纸上作画，晾干后喷上氯化铁溶液，能分别显出黑色、红褐色、褐色、紫色等。黑色产物是鞣酸铁、红褐色产物是氢氧化铁、褐色产物是醋酸铁、紫色产物是一种配离子{[Fe（C6H5O）6]3-}。这些显色反应是化学实验中检验这类物质常用的方法。
（2）两种溶液相遇会产生有色沉淀或者发生明显颜色变化的反应。只要不造成环境污染、不危害健康，都可以设计成喷雾显色实验。　

冷胀热缩的橡皮筋
【原理】橡胶是一种高分子化合物，由大量异戊烯单元形成的链状大分子组成。当橡胶被拉长时，杂乱而纠缠在一起的链趋于平行，即排列得比较有秩序。它在收缩时，排列的混乱程度增大。自然界的物质能自发地朝混乱度大的方向进行，并吸收能量。对橡皮筋加热，反而会使它缩短。
【准备】取4～5根橡皮筋，以双股圈结成一根橡皮筋绳，绳的一端挂在高处的挂钩上，下端用铁丝钩子吊一些重物，使橡皮筋绳拉长到原来长度的三四倍。另准备一个家用热电吹风。
【操作】在上述橡皮筋绳的下端处放一个物件，作为高度的参照物，或在墙上贴一张标签作为参照。打开电吹风，把热风上上下下吹在橡皮筋绳上，逐渐加热。片刻后橡皮筋绳不因受热而增长，反而缩短，绳下端挂的重物被提上去，现象十分明显。停止加热，橡皮筋绳在重物作用下又慢慢伸长，直到复原。　

三色柱

【原理】利用各种试剂的密度和溶解性的差异，可以在一支试管内设计多种不同的三色柱。苯酚的密度是1.O71g/cm3，熔点是43℃，室温下只能稍溶于水（水也只能稍溶于苯酚）。苯酚几乎不溶于石油醚。利用苯酚的这些性质，可以制成不会因振荡而互溶的三色柱。
【操作】取一支大试管，加入5g苯酚，用水浴使它熔化。再加入约5mL含碘化钾和溴化钾各为3％的水溶液，再加入约5mL煤油，最后滴加约1mL氯水。这时试管里明显地分成三层。激烈振荡试管片刻，静置约半分钟，试管内的液柱仍分成三层，上层呈浅紫红色，中层为黄色，底层呈红棕色。再次振荡，只要静置片刻，仍会再次呈现明显的三色柱。
【说明】
（1）在上述操作中，加入氯水是为了把水溶液里的碘离子、溴离子氧化成碘和溴。振荡试管，使它们分别溶入不同的溶剂里，碘单质难溶于苯酚，溴单质难溶于煤油，碘溶于煤油中使煤油呈紫色，溴溶于苯酚使苯酚呈红棕色。上述操作可以用来检验待测溶液中可能同时存在的溴离子和碘离子。
（2）上述三色柱中的苯酚层，由于溶解一部分水而使该层的凝固点低于43℃，所以常温下三色柱不会呈现固态。当室温过低时，苯酚液层会出现部分乳黄色的冻结层，这时三色柱就变成四色柱了。　

自制彩色镜子
【原理】平面镜是由化学镀银的方法，在平板玻璃表面沉积一层银膜而制成的。它的化学原理是银离子在有机物的还原性基团作用下以金属银结晶析出。
为了获得细致光亮的银膜，必须控制好银的析出和沉积速度。
普通镜子的镜面呈银白色。制作镜子时，在镜面上析出少量银（呈半透明状），然后在银膜上复涂一层彩色涂料，就得到彩色镜子。选用透明的有色平面玻璃进行通常的银镜反应，能得到另一种彩色镜子。
【准备】
（1）银氨溶液的配制 在5％硝酸银溶液中逐滴加入浓氨水，直到产生的沉淀消失为止。再滴加10％的氢氧化钠溶液（每毫升硝酸银加一滴氢氧化钠溶液），再逐滴加入浓氨水，到沉淀再次消失为止。再用硝酸银溶液回滴到溶液略显浑浊为止。最后加入2倍体积的蒸馏水稀释。如改用桃胶的稀溶液稀释，做成的彩色镜质量更好。
（2）彩色透明聚氨酯的配制 取二甲苯和环己酮以1∶4体积比混合作为溶剂。称取溶剂质量1/20的透明颜料加入溶剂中，不断搅拌，直到完全溶解为止。把制得的透明颜料液慢慢加入到聚氨酯（商品名：清水685，是一种清漆）中，边加边搅拌，一直加到色度符合要求为止。
【操作】
方法一：可以用市场上买的蓝色或茶色、红色的玻璃片加工成彩色镜子。
（1）用软棉布蘸取洗洁精反复擦洗玻璃板，再用水冲洗干净。用软棉布或干净的黑板擦蘸取一些铁红粉（氧化铁粉末）在玻璃板上反复擦洗，完全除去表面的污垢和油腻，最后用水反复冲洗，直到没有红色的铁红粉残存，玻面上水膜均匀，不挂水珠。
（2）用氯化亚锡稀溶液冲洗2～3次，使玻璃板要镀银的地方都浸润到，使它的表面敏化。然后用蒸馏水淋洗2～3次，除去氯离子。把清洗好的平板玻璃放在桌面或其他支架上，使玻璃保持水平，吸掉挂在边缘上的水滴，但不能再触及洗干净的平面。
（3）把银氨溶液和4％的酒石酸钠钾以1∶1的体积比混合，立即小心倾倒在玻璃上（没有酒石酸钠钾，可以用0.2mol/L葡萄糖溶液替代）。混合液的量可以根据制镜面积计算，一般每平方分米需要混合液约30mL。混合液要布满玻璃表面并积存到一定厚度。
（4）静置约10分钟（时间跟室温有关，室温越高，时间越短）后，倾去玻璃上残留的试液，再用小流量的水仔细冲洗附有银粒的表面。然后按操作（3）的方法，重复操作1～2次。
（5）拿起玻璃片，朝有光线的地方看，如果玻璃板已不呈透明状即可。
（6）用小流量的水小心淋去玻璃表面的残余液。再使镜面干燥（一定要完全干燥），最后用软毛笔蘸取二甲苯稀释的聚氨酯胶液小心涂在银面上，待它干燥后，还可以镀一层红丹漆，作为银镜的保护层。
方法二：用普通无色玻璃制作彩色镜子
（1）～（4）的操作与上述方法一相同。
（5）拿起玻璃朝有光线的地方看，如果银面涂得均匀、完整，并且使玻璃呈半透明状即可。再用上述方法小心清洗、干燥。
（6）用软毛笔把前面配好的彩色透明聚氨酯均匀涂在银面上，干燥后即成。
【说明】
（1）决定制镜质量的因素除混合液的配比外，最重要的是玻璃的清洗，只要玻璃平整洁净，就一定能制成光亮、均一的银镜。
（2）洗干净的玻璃表面不能用手指去碰，手指接触过的地方不易涂上银面。
（3）玻璃放置要保持水平，这样可以保证镀银液分布均匀。
（4）如果室温过低（冬天），可用电吹风微微加热。
（5）在涂聚氨酯或有色透明聚氨酯前，银面一定要干燥，否则银面易脱落。
（6）银氨溶液不能久存，以防转变成雷酸银（AgONC）或叠氮化银（AgN3）引起爆炸。反应后的混合溶液要及时处理，不能存放。
（7）银氨溶液和酒石酸钠钾溶液混合后，银即开始析出，所以操作时应计算混合液的用量，用多少就配制多少，以免造成浪费。　

自制铜镜
【原理】酒石酸钠钾在氢氧化钠存在下能跟硫酸铜生成配合物。这些化合物能被甲醛还原成金属铜。
【操作】在培养皿内制作铜镜。
（1）配制如下溶液：
A液：称取铬酸酐（CrO3）1g，溶解于10mL60％的硫酸中。
B液：取0.2g氯化亚锡（SnCl2·2H2O），加入0.5mL浓盐酸，再稀释到10mL。
C液：取10mL0.3％硝酸银溶液，滴加稀氨水到产生的浑浊消失，配成银氨溶液。
D液：分别用少量蒸馏水溶解0.2g硫酸铜和0.5g酒石酸钠钾。使两种溶液混合稀释到18mL。再取0.2g氢氧化钠固体，用2mL水溶解，并把它加到硫酸铜和酒石酸钠钾的混合液中。
（2）取一只培养皿，用去污粉擦洗干净，再在清水中漂洗干净。把A液倾入洗净的培养皿中，静置浸泡约15分钟。室温较低时要放在石棉网上微微加热到6O℃。倒去洗液后用水洗净并吹干。
（3）把B液倾入已除去污垢和油腻的培养皿里保持2～3分钟（起敏化作用），倾出B液后及时用蒸馏水淋洗2～3次（以后不能再用手触摸内壁）。最后一次淋洗要把水甩干。
（4）把C液倾入培养皿，再加入1mL3％葡萄糖溶液，注意观察。当底面出现一薄层浅棕色时，及时倾去溶液（玻璃表面镀上一层半透明的银膜），并迅速用水淋洗2～3次，烘干。
（5）在D液里滴加1～2滴30％甲醛溶液，再把D液倾入培养皿，温度控制在30～35℃，约30～40分钟可见有微量的气泡生成，这在培养皿底部形成闪亮的铜镜。
（6）如需保存，倾去D液后用清水淋洗几遍，烘干（或自然晾干），最后涂上红丹漆作为保护层。
【说明】培养皿一定要用氯化亚锡处理过，否则镀不上银膜。倾去氯化亚锡溶液后，一定要用水（最好用去离子水）淋洗几遍，否则会影响镀层的光亮度。镀银时间要根据实际情况决定（受温度影响较大），银膜层太薄太厚都不好。用玻璃片替代培养皿制作铜镜，方法和步骤相同，只是操作难一些。　

自制彩焰蜡烛
【原理】彩焰蜡烛指点燃后的火焰能够呈现红、黄、绿、蓝、紫、白等各种颜色的蜡烛。利用各种金属盐（如氯化铜、氯化锂、氯化锑等）在焰色反应中发出不同的颜色，把金属盐分别粘附在烛芯上或溶入蜡烛中。在点燃这些蜡烛时，就能产生各种色彩鲜艳的火焰。彩焰蜡烛最简单的制作方法是：把能发色的金属盐和蜡熔融成一体，再倒入配有烛芯的模具中，待冷却后就能使用。这种彩焰蜡烛制作简单，但是发色效果不很理想。它火焰小，而且四周略带有黄色。这种黄色火焰是石蜡和烛芯燃烧时的本色。为了消除这黄色火焰的干扰，可以用氨基甲酸乙酯或乙二酸酯等替代石蜡作主燃剂，灯芯上添些氧化促进剂。这样处理后能使彩焰蜡烛发色鲜艳，火焰大而无杂色干扰。但是氨基甲酸乙酯等物质的粘结性极差，没有蜡烛那样的硬度和强度，且极易变形，为此可添加些高级脂肪酸或高级脂肪醇，提高蜡烛的成形性和保形性。为了提高彩焰发色的质量，一般把烛芯分为燃烧芯和发色芯，两种芯分开制作，然后捻合在一起作为烛芯。燃烧芯跟普通烛芯的材料和功能相同。为了除去燃烧时产生的黄色焰，要添加一些氧化促进剂（如白金、钯、钒等元素的化合物或草木灰的浸泡液等）。发色芯是由普通的烛芯材料加上发色剂和氧化促进剂制成。钴、铜、钾、钠、锂、锑、钙、钡、锶等金属的氯化物、氧化物、硝酸盐、硬脂酸盐等都能用作发色剂。为了固定住发色剂，发色芯外层要涂一层树脂液。所选树脂液要求对焰芯发色没有干扰，且能完全燃烧。一般选用水溶性树脂液，如聚乙烯醇类等，也可用有机溶剂溶解的溶剂型树脂液，如硝酸纤维素、聚乙烯或它们的共聚物等。用量宜少不宜多。
【操作】
（1）紫红色彩焰烛的制备
①配制主燃剂按质量比称取94份氨基甲酸乙酯、5份硬脂酸、1份醋酸乙烯－顺丁烯二酸酐（1：1）共聚物。把这些原料混合后放在烧杯里待用。
②制备发色芯称取12g氯化锂溶于87mL水中，再加入0.1g聚乙烯醇，加热到80～85℃，使它溶解。
另称取0.1g氯铂酸溶于200mL水中（如没有铂盐，也可选代用品，详见本文说明），再加入5g细粉状氧化铝，搅拌均匀后再加入0.2g肼和0.1g烧碱，最后加入2000mL水稀释，搅拌均匀后静置一昼夜，把沉淀的细粉状氧化铝分离出来，得到白金触媒粉。把0.1g这种触媒粉撒入上述配得的氯化锂溶液中，就得到发色剂-氧化促进剂液。
另按质量比称取7份醋酸乙烯和乙烯（摩尔比1：3）的共聚物，溶于93份三氯乙烯中制成树脂液。
取20号棉线，浸在上述发色剂-氧化促进剂液中，取出后在120℃下干燥。如此反复操作3次，使附在棉线上的发色剂量约为2g/m。再用树脂液浸渍处理1次，取出晾干即为发色芯。
③制备燃烧芯取约0.1g铂触媒粉撒入500mL水中，用30根20号棉线捻成纱芯，浸在含铂触媒粉的水中，浸透后取出晾干，即得到粘附有氧化促进剂的燃烧芯。
④制作成品把发色芯以25mm一周的螺距缠绕在燃烧芯上，作为彩焰蜡烛的烛芯。缠绕时，发色芯的卷绕方向要跟燃烧芯的捻合方向相反，使两者之间保持适当的间隙。
取一段8mm（内径）×40mm的玻管，一端塞一只中央有小孔的塞子。使制得的彩烛芯穿过塞子中央的孔，再穿过玻管。在玻管的另一端用一枚大头针系上该烛芯，并收紧固定，使烛芯通过玻管的中心线。烛芯固定好后将主燃剂加热到75℃，等它熔融搅匀后加入穿有烛芯的玻管内（该玻管用作模具）。等冷却固化后取出，即得彩焰烛成品。如果蜡烛难于取出，在模具四周微微加热，就能轻易取出。这种彩焰烛的保形性和强度都比较好，燃烧、发色性也好，点燃后火焰呈鲜艳的紫红色。
（2）青绿色火焰烛的制备
①配制主燃剂按质量比称取95份氨基甲酸乙酯，4份硬脂酸，1份醋酸乙烯-丙烯酸甲酯（摩尔比是3：7）共聚物。把这些组成主燃剂的原料混合后放在烧杯里待用。
②制备发色芯称取氯化铜35g，醋酸乙烯-乙烯（2：8摩尔比）共聚物1g，氯铂酸5mg，把这些物质溶在64g三氯乙烯溶剂中，配成发色剂-氧化促进剂液。
称取5份质量的硝酸纤维素溶于95份质量的醋酸乙烯中，用作涂覆用树脂液。
取0.02g/L的聚酯线在发色剂-氧化促进剂液中浸润片刻，取出晾干，再浸在涂覆树脂液中片刻，取出晾干，即制得发色芯。
③制备燃烧芯用18根30号棉线捻成芯线，浸在浓度0.2g/L的铂触媒粉氧化促进剂中（该铂触媒粉氧化促进剂的配制方法同前），经干燥后，再在52℃的氨基甲酸乙酯中浸渍一次，干燥后即为燃烧芯。
④制作成品把发色芯以40mm的螺距按前述的方法缠绕在燃烧芯上制得彩烛芯。然后用前述相同的方法制成彩焰烛。这种彩焰烛点燃时发出鲜艳的青绿色火焰。
（3）彩焰蜡烛简易制法

简易法的模具制作和主燃剂的灌注方法跟上述相同。不同之处在于简易制法把发色剂通过酒精与主燃剂蜂蜡互溶一体。制作方法如下。
①红色火焰烛把约1～3份体积的氯化锂溶解在4份体积的乙醇中，在加热时加入5～10份体积的蜂蜡，全部熔化后搅拌均匀倒入模具。冷却后取出即可。
②绿色火焰烛把约2份体积的硝酸铜和1份体积的高氯酸钡溶解在4份体积的乙醇中，再加入5～10份蜂蜡熔化混均后灌入模具，冷却即成。
③蓝色火焰烛把约1～3份体积的氯化铜溶解在4份体积的乙醇中，在加热时加入5～10份体积蜂蜡。其他操作同上。
【说明】
（1）把草木灰浸泡在热水里，这种浸泡液也能用作氧化促进剂。把芯线浸在浸泡液里，取出晾干，即为彩焰烛的燃烧芯。也可以把这种浸泡液和铂触媒粉混合后作为氧化促进剂。
（2）氯化钒等物质也可作氧化促进剂。
（3）在简易制作方法中，如果想使火焰大一些，可适当增加乙醇的含量。要使蜡烛燃烧时间长一些，可适当减少乙醇的含量，用乙二醇代替。乙二醇的含量不能太高，否则易熄灭或不易点燃。这种彩焰烛熔化下来的蜡收集起来再熔化倒入配有烛芯的模具中，能制成相同的彩焰烛。

自制化学暖袋
【原理】铁粉在水存在下能跟空气里的氧气反应，放出热量。
4Fe+2H2O+3O2=2Fe2O3·H2O+Q
【准备】取一只约80×120mm的自封式塑料袋，另用无纺布缝制一只略大于上塑料袋的布袋。
【操作】
（1）用大头针在自封式塑料袋上扎几十个针眼（袋的两层同时扎穿）。
（2）称取15g小颗粒状活性炭、40g还原铁粉、5g细木屑，都放在一只烧杯中，再加入15mL15％的食盐水，用玻棒搅拌均匀。
（3）把烧杯里的混合物全部加入扎过孔的塑料袋内，封上袋口。把这塑料袋放入自制的布袋中，扎住袋口。
（4）反复搓擦这袋5～8分钟，能感觉布袋的温度明显上升。
【说明】
（1）在塑料袋上扎针眼，为了能使空气进入袋内，维持氧化发热反应。搓动袋子是促使空气流动，使氧气跟铁粉较好地接触。
（2）搓擦5～8分钟后，暖袋温度可达60～70℃。以后间断地搓动布袋，使暖袋保持该温度达1～3小时（发热的速度和保持发热的时间跟铁粉的纯度、粒度及其他试剂的配比有关）。
（3）最好选用总铁量在98％以上的多孔质还原铁粉。
（4）还可以预先将铁粉作如下处理：称取50g铁粉放在蒸发皿中，加热到铁粉微热，再加入3mL3％的醋酸，搅拌几分钟后铁粉呈现灰黑色，这时停止加热，让它冷却。冷却后的产物立即装入瓶内封存。使用时将这产物加入自封塑料袋内，再装入12g活性炭和5g蛭石，搓揉袋内物料，几分钟后袋内温度明显上升。该暖袋能持续20小时以上，平均发热温度是50～60℃。本配方会产生醋酸亚铁，醋酸亚铁易被空气中的氧气氧化，同时放出大量的热量。

自制叶脉书签
【原理】不少植物的叶、叶脉由坚韧的纤维素构成，在碱液中不易煮烂，而叶脉四周的叶肉在碱液中容易煮烂。
【制作】
（1）大烧杯里加入100mL水，再加入约3.5g氢氧化钠、2.5g无水碳酸钠，放在石棉网上加热到沸。取几片坚韧的树叶放入上述腐蚀液中连续煮沸6～10分钟，这时常用玻棒或镊子轻轻翻动。
（2）当叶肉煮烂后，用镊子取出叶片，放在清水中漂洗。当叶片上残留碱液漂洗干净后取出，把叶片平铺在一块木板上（或平铺在手心上），用小试管刷或毛质柔软的旧牙刷轻轻刷掉叶片两面已烂的叶肉，一边刷一边常用小流量的自来水冲洗，直到只留下叶脉。
（3）刷净的叶脉片，漂洗后放在玻璃片上晾干。当晾到半干半湿状时涂上所需的各种染料，然后夹在书页中等它自然晾干、压平。干燥后在叶柄上系一根彩色丝绸带，便制得一片叶脉清晰、色质艳丽、美观实用的书签。
【说明】树叶宜选用白杨树、桂花树、广玉兰等质地较坚韧的叶。在洗刷时必须极仔细小心，切忌急于求成，否则叶脉易刷坏。

铝的染色
【原理】经过染色处理的铝制品，颜色鲜艳、美观，抗腐蚀性强，它的耐磨性和绝缘性都高于一般的铝制品。铝根据阳极氧化法原理染色。以硫酸为电解液，铝制品作阳极，经过一段时间的通电，铝的表面就会被氧化。阳极氧化的实质是水的放电，生成的初生态氧对铝电极发生氧化，反应式可以简单表示如下。
H2O=[O]+2H++2e
2Al+3[O]=Al2O3
形成的氧化膜厚度可达几十到近百微米，孔隙率是10～15％。这样新生成的多孔氧化膜，有强烈的吸附能力，能吸附各种色素，因此能染制成各种颜色的铝制品。
多孔氧化膜的保护性不强，只有经过封闭处理，才能提高氧化膜的抗蚀