【一组普通高中课程标准实验教科书外的扩充实验】 物理一普通高中课程标准实验教科书
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文章编号：1005－6629(2009)01－0013－02中图分类号：G633.8文献标识码：C 人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书化学》为学生设计了许多化学实验和实践活动。但是学生对照方抓药式的化学实验并不满足，所以为学生提供与生活密切相关，有助于提高思维能力，激发学习兴趣的实验是老师义不容辞的职责。
1染发剂的化学
1.1实验原理
1.1.1染发的历史
有据可查的染发的历史可追溯到古希腊时代，那时希望成为英雄的人用刺激性极强的洗发水和漂洗剂将头发染红。那时的染发的材料是天然染料如指甲花、黑胡桃壳加上一些天然漂白剂或食醋等。染发上色过程需要多次，但着色并不牢固，加之染发剂对头发刺激太大，许多人过敏，因此应用不广。世界上首例商业染发是1909年法国化学家尤金・斯科纳(Eugene Schuller)创造的，今天对苯二胺染发剂使用已十分普遍。
1.1.2头发的结构和头发颜色成因
头发虽细，也可分成三层，外层叫毛表皮，中间层叫毛皮质，内层叫纤维层，它们的化学成分都是角蛋白，角蛋白这种蛋白质也存在于皮肤和指甲中，毛皮质含有黑色素微粒，黑色素分真黑素和棕色素，我们头发的颜色就是由这二种成分数量和比例决定的，真黑素多，头发就显黑色，中国人大多显黑色，棕色素多显金色、淡黄色、姜黄色或红色，真黑素和棕色素都缺乏时，头发就显灰色或白色。
1.1.3染发的原理、方法、种类
染发的原理是氨水打开毛表皮，过氧化物消除毛皮质中黑色素使头发变黄，或加颜料使头发变成所需的颜色。染发分为暂时性染发、上光增亮和永久性染发。
暂时性染发或半永久染发是将酸性颜料沉积在毛发的外部或将颜料渗入头发，使头发和颜料发生反应产生复杂的有色化合物，但是洗发剂可以洗去头发上的颜料，这些产品不含氨，毛表皮在染发过程中没有打开，一旦洗去外部的染发剂，头发还保持原来的颜色。
增亮上光是用漂白剂将头发中黑色素消除。过氧化物褪色过程是不可逆的，经过漂白后的头发是浅黄色的，那是因为头发的成分角蛋白的自然颜色是浅黄。漂白剂与真黑素反应比与棕色素反应更容易，所以，一些金色或红色在漂白过程中残留下来。过氧化氢是常见的增亮上光剂，过氧化物需在碱性溶液中使用，因为碱可将毛表皮打开让过氧化氢与黑色素反应。
永久染发是毛表皮打开，颜料永久沉积在头发中。一旦毛表皮打开，颜料就和毛皮质层反应，或褪色或着色，大多数染发分二个过程(通常同时进行)。第一步，褪色，第二步着色，氨水既能打开毛表皮，也是过氧化氢与黑色素反应的催化剂，过氧化物不仅能褪色也能打开毛发中化学键，使其释放出硫，硫是头发具有特殊气味的原因。黑色素褪去后，新的永久颜料就同毛皮质结合，从而形成新的永久颜色，永久染发剂除了有氨水和过氧化物外还有调节剂，有对苯二胺，还有醇类，像异丙醇，甘油等它们的作用是关闭毛表皮，以防新着色的颜料逸出。染发剂中还使用了一些特殊的聚合物，其作用是使毛发光洁，就像在粗糙的墙上贴上一层瓷砖一样。
1.1.4染发的限制
一些人对染发剂过敏，会产生皮炎、皮疹等，这些人最好不要染发。
1.2实验药品，仪器和器材：30% H2O2、1mol・L-1 NH3・H2O，烧杯、玻璃棒、剪刀、黑色头发。
1.3实验步骤
①剪取一绺黑色头发，用线扎好，放入盛有1mol・L-1 NH3・H2O的烧杯，浸泡十分钟。
②往烧杯中加入5mL的30% H2O2，继续浸泡十分钟。
③取出头发洗净，观察头发颜色的变化。
2相似相溶的误区
(1)实验原理
相似相溶这一经验定律是指：极性物质溶解于极性溶剂，非极性物质溶解于非极性溶剂。这一定律无疑是准确和重要的，但是狭隘化和绝对化就会产生错误。
误区一、非极性物质不溶于极性溶剂。热力学告诉我们，物质总趋向于混乱，也就是说相互溶解的增加混乱度对体系稳定是有利的，但是油为什么不溶于水呢？
水分子之间存在着较强的氢键作用，破坏水分子之间的氢键需要很大的能量，所以水不让油溶进来，其实油是非常“想”溶于水的，我们将一小滴油滴入水中，油和水尽可能接触，将形成面积尽量大的水膜。
如果我们用氢键较小的极性溶剂乙醇，情形又如何呢？非极性苯，汽油都溶于乙醇。
误区二、极性溶质一定溶于极性溶剂。我们做一个有趣的小实验：酒精不溶于水
(2)实验药品、仪器和器材乙醇、1mol・L-1盐酸、百里酚蓝、碳酸钾、试管、天平。
(3)实验步骤
①取二支试管，都各加入10mL水和10mL乙醇，然后在溶液中滴入二滴盐酸，再加入二滴百里酚蓝，可以看到溶液呈黄色。
②往其中一支加入5g碳酸钾，塞上塞子，振荡，溶液变蓝色并分成两层，无色的水层和蓝色的有机层。极性溶剂乙醇与水互溶，是它们之间存在氢键作用，碳酸钾破坏了这种作用，使酒精和水分层。
3液体磁铁
(1)实验原理
液体磁铁又称磁流体广泛地应用于高级扬声器，CD、DVD播放器、计算机磁盘中。液体磁铁本身不具有磁性，只有在外磁场的作用下才有磁性。液体磁铁是胶体，分水基和油基两类，水基一般难长期保持胶体性质，油基液体磁铁主要成分是磁性粒子(直径在10纳米左右)约占5%(体积比，下同)，表面活性剂(防止磁性粒子相互碰撞而聚集沉淀)约占15%，驱动剂(悬浮胶体粒子)约占80%，下面介绍一种液体磁铁的制作方法：
(2)实验药品，仪器和器材
1mol・L-1FeCl2、1.5mol・L-1FeCl3、1mol・L-1NH3・H2O、油酸、煤油，酒精灯、烧杯、玻璃棒、量筒、石棉网、三角架、分液漏斗、马蹄铁
(3)实验步骤
①往500ml的烧杯里加1mol・L-1 FeCl2溶液15mL
②继续加1.5mol・L-1 FeCl3溶液20mL
③再加1mol・L-1的NH3・H2O 150mL，生成黑色胶状沉淀物Fe3O4
④在沉淀中加5mL油酸(C17H33COOH)，油酸具有亲水基-COOH和亲油基C17H-33。亲水基吸引Fe3O4，亲油基吸引煤油。油酸是表面活性剂。
⑤将烧杯放石棉网上加热一小时，温度在90℃左右(也可在水浴上加热)。这时溶液闻不到氨的气味，溶液体积减少到60-80mL。
⑥往溶液中加入100mL煤油，搅拌，静置，可见黑色颗粒进入煤油层。
⑦将溶液倒入分液漏斗，静置后放出下层水，从上口倒出液体磁铁。
液体磁铁实验
将液体磁铁倒入塑料袋中，密封。用马蹄铁可将其吸起。
4 金属钠与氯气反应的实验改进
(1)实验原理
2002年人教版《高一化学》教材第111页实验[5-4]和普通高中课程标准实验教科书化学必修2第一章物质结构元素周期律第三节化学键第19页图1-10钠在氯气中燃烧，都采用将钠放在石棉网上加热至着火，然后将盛有氯气的集气瓶倒扣在燃烧的钠上，现象明显，但对反应时间控制要求较高，燃烧时间长，钠消耗多，跟氯气反应量减少；加热时间短，跟氯气不反应，可能是钠跟氯气反应生成的氯化钠，或钠在空气中生成了氧化钠，将钠和氯气隔开。而且氯气倒扣会使氯气漏出。本实验利用钠与水反应放的热使钠与氯气顺利反应。化学反应：
2Na+Cl2=2NaCl
2H2O+2Na=2NaOH+H2+热量
(2)实验药品、仪器和器材
平底烧瓶、橡皮塞、胶头滴管、沙子、钠粒、氯气、水。
(3)实验步骤
①在底部铺有沙子的平底烧瓶收集满氯气，并用橡皮塞塞紧。
②打开瓶塞，将小颗钠粒投入平底烧瓶。
③用胶头滴管加入约1mL的水滴在钠球上。反应剧烈进行。钠与水反应有火花产生。钠与氯气反应有白烟生成。
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