拓展性课题 物质的分类第二课时教案

教学设计

探究性实验设计——鸡蛋壳的主要成分探究

实验目的

1.通过实验探究了解鸡蛋壳的主要成分。

2.掌握碳酸根离子及钙离子的检验方法。

3.了解鸡蛋壳在生活中的应用。

实验原理

鸡蛋由蛋壳、蛋白和蛋黄组成。其中鸡蛋壳占整个鸡蛋重量的10~12%，它是由壳上膜、壳下膜和蛋壳三个部分组成。壳上膜又称胶质薄膜或外蛋壳膜，覆盖在蛋壳表面，由白色透明的胶质粘液干燥而成；壳下膜在蛋壳内层，由蛋壳膜(靠近蛋壳)和蛋白膜(靠近蛋白)组成。这两层都是有胶质蛋白纤维交织成的网状结构，创新实验

设计方案

前者较粗糙，空隙大，后者紧密细致，细菌不易侵入。蛋壳是一层石灰质硬壳，位于壳上膜和壳下膜之间。蛋壳整体的化学成分见表1所示。

表1[1]

组分名称

碳酸钙

碳酸镁

磷酸钙

磷酸镁

有机物

含量（%）

93.0

1.0 1.8 1.2 由表1可知鸡蛋壳中含有大量钙，并且以碳酸钙形式存在，其余还有少量镁、钾。鸡蛋壳主要成分是碳酸钙，能溶于酸，要证明钙离子的存在，为了排除其它离子干扰，本实验采用金属离子常用的检验方法——焰色反应，即把待检验的固体物质或用镊子夹取蘸有待检验物质的浓溶液的棉花团在酒精灯焰上灼烧，如果观察到火焰呈橙红色，则证明被检验物中存在钙离子。

要证明溶液碳酸根离子的存在，实验通过碳酸根离子与盐酸反应生成二氧化

碳，用澄清石灰水检验生成的二氧化碳气体。若将生成的气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则说明溶液有碳酸根离子存在。

实验仪器与试剂

（1）仪器：烧杯、酒精灯、试管、具支试管

（2）试剂：盐酸、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、鸡蛋壳

实验步骤

（1）鸡蛋壳预处理

将鸡蛋壳去内膜，洗净烘干。

（2）鸡蛋壳的溶解性

用三个50mL烧杯，分别装有10mL水、稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液，加入已研磨捣碎的鸡蛋壳，观察现象。

（3）验证阴离子

取少量新鲜洁净的蛋壳放于具支试管中，加入适量盐酸后，将导管通入澄清石灰水中，观察澄清石灰水的变化。继续加入盐酸，直到不再产生气体为止（表明碳酸盐全部反应）。

（4）验证阳离子

1.取约5ml步骤(3)反应完的溶液于试管中，滴加草酸钠溶液，观察试管中溶液的变化。

2.取一块干净鸡蛋壳，用镊子夹住放在酒精灯焰上灼烧，观察火焰颜色

实验现象

1.鸡蛋壳粉末在水与氢氧化钠中不溶解，在盐酸中产生大量气体，逐渐溶解。

结论1 鸡蛋壳中的主要成分在水中及氢氧化钠中不溶解，但能够跟酸反应并产生气体。

2.加入盐酸后，可以观察到鸡蛋壳表面快速产生大量气体，溶液起泡沫，同时澄清石灰水变浑浊，如下图所示：

稀盐酸

澄清石灰水

结论2 鸡蛋壳与酸反应后产生大量能够使澄清石灰水变浑浊的气体即二氧化碳气体，说明鸡蛋壳的主要成分的阴离子是碳酸根离子。（碳酸氢根离子的金属盐一般可溶于水）

3.往试管中滴加几滴草酸溶液后，试管中立刻有白色沉淀产生，如下图所示：

未加草酸钠溶液

滴加草酸钠溶液

结论3 滴加草酸溶液后，溶液有大量沉淀产生，说明溶液中的阳离子可能是

钙离子或者镁离子。

4.鸡蛋壳在火焰中逐渐变黑，可以看到鸡蛋壳燃烧时火焰呈橙红色，如下图所示：

结论4 由金属的焰色可知橙红色是金属钙的焰色，灼烧鸡蛋壳时火焰呈金属钙的焰色说明鸡蛋壳主要成分含有钙。

综合以上探究实验现象及结论，可以初步确定鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙。

实验讨论与总结

1.探究实验的意义

本次实验采用的是学生日常生活再熟悉不过的鸡蛋壳来开展探究实验。从日常生活中的物质出发学习化学，开展探究活动，能够大大提升学生对实验探究的兴趣。同时，本实验通过气球膨胀的大小来直观判断气体产生的多少与快慢，通过二氧化碳通入澄清石灰水的浑浊现象来验证溶液中的碳酸根离子，以及通过焰色反应来探究钙离子的存在，实验现象明显、有趣，能加深学生对所学知识的印象。

2.探究实验的改进与创新

在开展探究实验之前，通过查阅文献，我们发现有人[3]曾经报道过鉴别钙离子可以采用如下方法：用坩锅钳夹一片鸡蛋壳，放在酒精灯焰上灼烧到蛋壳变白。将已变白的“蛋壳”研碎，放入有适量蒸馏水的试管，振荡后分装于两支小试管

里静止备用。往一支小试管中加滴酚酞试液，液体立即由无色变为红色，这说明灼烧后，鸡蛋壳的主要成分发生了化学变化。新成分在水溶液里又变成了碱性物质，它与清石灰水一样，溶质仍是氢氧化钙，众所周知，溶于水的氢氧化钙能电离成钙离子和氢氧根离子。由此证明，组成鸡蛋壳的主要成分中确实有钙离子。

对于上述检验钙离子的方法，我们在实验并未采用。原因是我们觉得文献中方法有不妥的地方。文献中的实验操作仅仅能证明蛋壳灼烧后所得物质的水溶液显碱性，并不能证明该溶液的溶质就是氢氧化钙，比如说，碳酸钡在酒精灯焰上灼烧后，所得白色固体氧化钡，溶于水后加入酚酞试液也能观察到溶液立即变为红色，但它的溶质却不是氢氧钙而是氢氧化钡。因此并不能排除可能是其它物质。因此要鉴别蛋壳中的阳离子，为排除干扰，应该采用金属离子常用的检验方法——焰色反应。（钙的焰色反应为橙红色）在实验中，我们采用了两步操作来验证蛋壳中的钙离子，不仅通过钙离子与草酸根离子的沉淀反应，还通过金属钙的焰色反应来验证钙离子的存在。