自然科学基础知识

1. 自然科学基础知识 主 编 王换成

2. 第十二单元　小玩具和小魔术 Contents 小玩具 小魔术

3. 【学习目标】 • 1掌握杠杆玩具、曲轴玩具、平衡玩具和电磁玩具的制作原理 • 2学会简单的化学小魔术

4. 模块一　小　玩　具 事实聚焦　——　保障幼儿游戏的权利 玩具虽然不是生活必需品，却是儿童游戏和学习的重要物质基础。虽然没有精美的玩具儿童也可以游戏，他们可以把手边可及的每一样东西变成“玩具”，但是，玩具和游戏与现实的联系是非常紧密的，以至于我们很难把儿童拥有游戏的权利和拥有玩具的权利分开。社会和成人有责任为儿童提供玩具，保障他们游戏的权利。长期以来，我国幼儿园教师自觉地承担起这种社会职责，坚持因地制宜、就地取材为幼儿制作玩教具以弥补教育资源的不足。今天，我们仍然有必要延续这种优良传统，就地取材为幼儿自制玩教具，为幼儿的游戏和学习创造必要的条件。

5. 课题一　有趣的杠杆玩具——会翘鼻子的大象 一、制作和使用方法 • 1制作方法 • （1）按图12-1所示式样和尺寸，用硬纸板制作象身、象鼻和象耳朵各两个，并在象体的a点打一直径1 mm左右的小孔。 • （2）找一长、宽和高分别为20 mm、10 mm和10 mm左右的方形塑料盒，并把一面去掉，如图12-2。 • （3）按图12-3所示，把象鼻粘合起来，并把塑料盒放在象鼻后端粘牢。为了使象鼻牢固，象鼻底部也用硬纸粘住。在图中b点打孔，穿入一段长25 mm废圆珠笔芯，使象鼻在圆珠笔芯的正中间，作为象鼻的支点。 • （4）用硬纸板剪出图12-4的式样，作为象体的背部。注意使背部c处的圆孔正对在象鼻塑料盒的中间。圆孔直径大约10 mm。 • （5）先把象体和象背粘好，晾干后在象体的a点穿入长约1 mm左右的细铁丝，把象鼻和象体结合在一起，铁丝的两头折弯后与象体贴在一起，然后在象鼻前端空处填充一定的橡皮泥，使静止时象鼻前端朝下，但注意不要填得太多，最后粘上象尾。 • （6）找一个塑料盒或塑料瓶，在其底部安装一个5 mL的一次性注射器针头（把针头的铁质部分去掉一段，使针头穿入象背c处的圆孔后不接触象鼻上的塑料盒为宜），把该盒置于大象背部。再找宽度不超过30 mm的塑料盒（容积大于前一塑料盒），放在象鼻末端的正下方。如图12-5所示，这样一个会翘鼻子的大象就做好了。 • 2使用方法 • 在大象背部的塑料盒内注满水，则象鼻会隔一段时间翘起一下，使用不同的针头，可以调节水滴下滴的速度，从而改变象鼻移动的频率。

7. 二、制作原理 该玩具利用杠杆原理。当象鼻上的塑料盒内没有水时，由于象鼻前端较重，象鼻下垂，当象鼻上的塑料盒内滴入水以后，随着水的增加，象鼻的末端变重，象鼻翘起，同时象鼻上的塑料盒内的水也会因倾斜而倒入下端的塑料盒，象鼻又重新下垂，如此往复，直到象背上塑料盒内的水流完为止。

8. 课题二　曲 轴 玩 具 • 一、小猴做操 • 1制作方法 • （1）找一个方形废包装盒，拆开盒体，两侧打孔，并在盒盖处挖长方形孔。 • （2）用铁丝弯成曲轴和摇柄，在轴中加一根能活动的厚纸连杆。 • （3）把曲轴装入盒内，连杆从上孔伸出，用旧挂历纸制作纸筒身体的小猴，把小猴与连杆相粘，会做操的小猴就制作完成。 • 2使用方法 • 转动曲轴摇柄，小猴就能上下蹲曲做起操来。

9. 二、滑稽鸭子 • 1制作方法 • （1）用铁丝弯曲出双曲轴和摇柄。 • （2）鸭翅是单片硬纸剪成，鸭脚是双折纸条粘脚底做成。 • （3）把鸭翅、鸭脚穿入曲轴，把曲轴安装在纸盒内，让鸭脚和鸭翅从纸盒的四个开缝中伸出去，在纸盒上粘好鸭头，滑稽鸭子就做成了。 • 2使用方法 • 摇动手柄，鸭子会手忙脚乱地动起来。

10. 三、小兔击鼓 • 1制作方法 • （1）按图12-6所示尺寸（单位mm）在硬纸板白纸的一面画好小白兔模型，剪好后作为小白兔的前面，再剪同样的一张作为小白兔的背面。 • （2）找一圆纸桶作为鼓，并用细铁丝固定在小白兔的腹部。在小白兔肩部水平固定两段长约10 mm的废圆珠笔芯，作为两臂的支点。 • （3）按图12-7式样和尺寸，用能穿过圆珠笔芯的细铁丝和小木棒制作小白兔的两臂和鼓槌，注意应先穿过圆珠笔芯再折曲轴。 • （4）用宽度大于100 mm，高度大于20 mm的长方形硬纸盒当做底座，按图12-8尺寸做好双曲轴和连杆，连杆的一端暂时不要弯曲，并预留一定的长度。把曲轴装在距纸盒前边沿15 mm的地方，在纸盒上面打孔，让连杆伸出并能自由活动。 • （5）把小白兔的前面板粘在纸盒的前侧。晾干后，根据实际情况调整连杆的长度，使曲轴向上时鼓槌刚好击到鼓面。把做好的连杆穿入两臂，并在两臂末端弯出小圆圈，防止连杆与两臂脱离。 • （6）把小白兔的后面板下沿折成直角后粘在距前面板30 mm处的底座上，然后把小白兔的耳朵粘在一起，最后用厚纸条把小白兔侧面粘合，晾干后用彩笔进行装饰。 • （7）用厚白纸圈成手臂，粘在铁丝上，这样会击鼓的小白兔就算完成了（、图12-9）。 • 2使用方法 • 摇动曲轴摇把，小白兔的手臂便会上下移动，带动鼓槌敲击纸桶发声。

12. 四、会动的奥特曼 • 1制作方法 • （1）按图12-10所示尺寸（单位mm）在硬纸板上剪出奥特曼的身体、手臂和连杆。 • （2）在图12-10中a、b、c、d、e、f的背面固定相应长度的废圆珠笔芯，准备好轴A、B、C所需的细铁丝。 • （3）按图12-11所示尺寸，找一硬纸盒作为玩具的底座，并准备好直轴D、E和曲轴F。 • （4）把图12-10中f处的圆珠笔芯套入C轴，并固定C轴；c、d处的圆珠笔芯套入B轴，然后固定B轴；a、b处的圆珠笔芯套入D轴后固定D轴；e处的圆珠笔芯套入E轴，并固定E轴；根据实际情况确定曲轴F的连杆长度，弯曲后套入A轴，最后固定好A轴。各轴固定好后两端弯成圆环。 • 2使用方法 • 摇动曲轴摇把，则奥特曼在前后摆动的同时，手臂也会上下移动。

14. 课题三　平 衡 玩 具 • 一、稳定平衡玩具 • 1 不倒翁 • 如图12-12所示，是用药盒、乒乓球、蛋壳、废灯泡等做成的各种不倒翁。在选用蛋壳时，要注意去掉较尖的一端，保留大圆头那端，要将蛋壳洗净，既可用一个蛋做，也可用一个蛋壳做， 还可用两个大小不同的蛋壳组合而成；选用废灯泡时， 把带螺母的灯尾部分和灯丝去掉，要注意安全。无论是蛋壳、药盒、乒乓球，还是灯泡，在他们的内部，可用白乳胶固定铁块、铅块或者沙子，也可放入橡皮泥或石膏粉加水搅成糊状，用以降低重心，再用彩纸画出生动、活泼、有趣的各种形象。

15. 2 熊猫踩滚筒 • 制作方法：找一个废塑料瓶做滚筒，在瓶底和瓶盖的圆心部位各钻一个小孔。用一根30~40 cm长的铁丝做滚筒架，找一块铅或者锡，中间钻一个小孔，套入铁丝中间，把铁丝中间一段变成凹形，一端穿进瓶底的小孔里，另一端穿进瓶盖的小孔里，把瓶盖旋好。注意铅块不能碰到瓶壁，把露在外边的铁丝弯成直角，拐弯处不要紧靠瓶子，以免铁丝卡住瓶子。在铁丝的两头各弯一个小环，再用一根铁丝做横梁，穿进两个小环里。在这根横梁的两头也弯成小环，使它不能滑出。画一只小熊猫（或者画顽皮的小猴子、笨拙可爱的小狗熊等），纸要硬实一些，用剪刀把小动物剪下来，贴在横梁上。这样，玩具就做成了（图12-13）。 • 玩具做好后，先试一试重心是不是在轴线的下方。用手把横梁压平在桌面上，看滚动架能不能回复到垂直状态。如果能，说明重心位置是正确的；如果不能，说明铅块太轻，还要加重。 • 使用方法：把塑料瓶放在桌子上或者平坦地面上，用手推塑料瓶，塑料瓶向前滚动，熊猫踩着滚筒前进，摇摇晃晃的很有趣，但始终不会倒下来。

16. 2 熊猫踩滚筒 • 制作方法：找一个废塑料瓶做滚筒，在瓶底和瓶盖的圆心部位各钻一个小孔。用一根30~40 cm长的铁丝做滚筒架，找一块铅或者锡，中间钻一个小孔，套入铁丝中间，把铁丝中间一段变成凹形，一端穿进瓶底的小孔里，另一端穿进瓶盖的小孔里，把瓶盖旋好。注意铅块不能碰到瓶壁，把露在外边的铁丝弯成直角，拐弯处不要紧靠瓶子，以免铁丝卡住瓶子。在铁丝的两头各弯一个小环，再用一根铁丝做横梁，穿进两个小环里。在这根横梁的两头也弯成小环，使它不能滑出。画一只小熊猫（或者画顽皮的小猴子、笨拙可爱的小狗熊等），纸要硬实一些，用剪刀把小动物剪下来，贴在横梁上。这样，玩具就做成了（图12-13）。 • 玩具做好后，先试一试重心是不是在轴线的下方。用手把横梁压平在桌面上，看滚动架能不能回复到垂直状态。如果能，说明重心位置是正确的；如果不能，说明铅块太轻，还要加重。 • 使用方法：把塑料瓶放在桌子上或者平坦地面上，用手推塑料瓶，塑料瓶向前滚动，熊猫踩着滚筒前进，摇摇晃晃的很有趣，但始终不会倒下来。

17. 3 翻跟头的小猴子 • 制作方法：如图12-14所示，用图画纸画一个小猴子，贴在厚纸板、胶合板或厚度均匀的泡沫材料上，干透后，把小猴子剪下来，用砂纸打磨光洁，再涂上好看的颜色。在小猴子的重心部位， 穿入一根5 cm左右长的粗铁丝做猴子的手臂， 手臂与猴子身体之间的空隙要保证身体在其中旋转无阻。 • 使用方法：把手臂（铁丝）放在水平的双杠上，因为猴子的身体处在随遇平衡状态，所以，只要随便弹它的头或脚一下，就能长时间转动，看上去好像是顽皮的小猴子在翻跟头呢！

18. 二、不稳定平衡变为稳定平衡的玩具 • 1 会运动的木马 • 制作方法：在白纸上画一个侧面马形，粘贴在厚纸板、厚度均匀的木板或厚度均匀的泡沫材料上（图12-15（a）），用剪刀剪下来或用锯锯下来涂上你喜欢的颜色。找一根铁丝，前端弯曲成一个半圆形钩，粘贴在马肚子上（图12-15（b））。在马肚子底下的铁丝后端粘一团橡皮泥球或插上一个较重的小玩物，降低马身的重心位置（图12-15（c））。 • 使用方法：制作后的小马由于重心低于后脚的支撑点，只要架住后腿，调节橡皮泥球的最佳位置，马的全身便会竖立起来前后摇晃，像个不倒翁一样，不停地动起来（图12-15（d））。 • 2 小舞蹈演员  • 制作方法：(1)用钢锯条在小铅笔头上部1/3的地方，照图12-16（a）斜锯一条槽。用长20 cm的铁丝，弯成图12-16（b）的形状，插入槽里，在槽里可以滴一点快干胶水，铁丝短的一头变成一只上举的手，把长的一头穿进10 cm左右的红绸带里，长铁丝的末尾粘上一个橡皮泥球。小小舞蹈演员会不会跌倒，取决于长铁丝的弯曲情况和橡皮泥球的重量。(2)用小花布，照图12-16（c）做一条花裙子，做好后，套进铅笔里，用胶水粘牢。(3)为了美观，可在铅笔上包上一层白纸，等干了后，画上眼、鼻、嘴等，涂上你喜欢的颜色。这样，一位手舞长绸的有趣的舞蹈小演员就做成了（图12-16（d））。 • 3在钢丝上骑独轮车的小丑 • 制作方法：(1)照图12-17（a）用薄塑料板制作小丑的各部分，包括上身一块、手臂两块、小腿两块、大腿两块，进行颜色美化，干了后打上小孔。(2)仍用上面的塑料板加工成圆轮，圆轮的周围要刻成凹槽，用砂纸打磨光滑，便于在钢丝上来回滚动。(3)用一段铁丝穿入两手的小孔里，并且用胶水把铁丝固定牢，不使铁丝转动，再把铁丝向下弯成对称的弧形，并且在铁丝的两端各装上一只重量相等的橡皮泥平衡球（图12-17（b））。(4)用两根大头针和一个空芯铆钉，把两块长方形铁片固定在上身，铁片和上身之间加垫塑料片，把轮子装入铁片中，铁片和轮子之间垫入塑料片；然后在轮子中心处钉进一根曲轴，曲轴两端各装上一只小腿；再在小腿上装上大腿，大腿连接在躯体上；最后把手臂钉在上身的适当位置。

19. 图12-15 图12-17 图12-16

20. 课题四　电 磁 玩 具 • 一、电磁猫 • 1制作方法 • （1）找一块厚约3 mm的木板，照图12-18锯成小猫蹲在地上的形状。在它的眼睛处钻两个小孔，以便埋进聚光电珠。 • （2）在铅笔上用牛皮纸卷糊两个长30 mm的纸管做线圈管。在线圈管上，用直径0.3 mm的漆包线绕制线圈，每层绕80圈，共绕4层，外面用胶布包扎好，再用薄铝片做两个线圈支架。 • （3）按图12-19所示尺寸，先用薄木板或硬纸板剪出小猫平伸的双臂，再用宽度为10 mm的薄木条做好摆杆，然后把双臂和摆杆粘合在一起。在摆杆末端10 mm处钻一个小孔，孔里紧插一根长40 mm、直径4 mm左右的粗铁丝做铁芯，在摆杆末端挂一个重量合适的重物做摆锤，在摆杆顶端固定两片长20 mm的铜片作为开关的活动触片。再用直径1 mm的铜线在细铁丝上绕制一铜线管作为摆杆的转轴，再把铜线管与摆杆两侧的铜片相焊接。 • （4）在小猫模型的a点钉一颗钉子做摆杆挂钩，将摆杆挂在挂钩上。接着在小猫模型的背面，把两个线圈套在铁芯两端，并用支架装牢在木板上。然后，用手拨动一下摆锤，铁芯应能在线圈里自由来回移动。把两个开关固定接触片装在合适的位置上，开关活动接触片应与固定接触片有良好的接触。最后，将两个聚光电珠埋进木板的小孔，再连接好电路就算做成了（图12-20）。

21. 2使用方法 • 接上电源（2 节1 号电池串联）后，向左（或右）拨一下摆锤，则小猫的手臂会不断上下移动，同时，小猫的两眼也会一暗一明闪闪发光。 • 3制作原理 • 接上电源（2 节1 号电池串联）后，向左拨一下摆锤，摆杆左边的开关闭合，左边聚光电珠点亮，手臂上升，同时，电流也流过右边的线圈，线圈便会产生磁场吸引铁芯，使摆杆向右摆动。当摆杆向右摆时，左边的开关断开，而右边的开关闭合，右边的聚光电珠发光，手臂上升，与此同时，左边的线圈有电流流过，便吸引摆杆往左摆。于是，左右两个线圈轮流通电、断电，摆杆就会不停地摆动。

22. 图12-18 图12-20 图12-19

23. 二、孙悟空大战奥特曼 • 1制作方法 • （1）按图12-21的形状和尺寸（单位：mm），用一块稍厚些的木板做底板，用一块三合板（或厚纸板）做面板。面板上可画上险峰峻岭的图画。再把它们垂直相交，钉成一个表演台。 • （2）按图12-22 的形状和尺寸，用长木条做杠杆。杠杆的一头钉有一块小铁片，铁片上焊有一段直径3 mm、长约25 mm的铁钉做铁芯。杠杆的另一端钉有一块铜片做成的开关活动接触片。杠杆支架用弹性铜片做成，它的顶端用钉子钉在杠杆正中偏向铁芯一端的地方。取一段绝缘导线，将杠杆支架和杠杆左端的开关活动接触片连接起来。 • （3）将杠杆支架底端用钉子固定在底板上，并连接一根绝缘导线，准备与线圈相连。在底板左端，正对开关接触片的地方，钉一块竖直的铜片，是开关的固定接触片（图12-23）。 • （4）用图画纸在铅笔杆上卷成一个长25 mm的纸管，并用糨糊贴牢。抽出铅笔，待纸管干后，在它上面用0.3 mm的漆包线绕制线圈，每层绕70圈，共绕6层。线圈的两端用软导线引出。线圈外面包上1-2层胶布，防止松散。再用薄铜片做一个线圈支架。把线圈装在支架上，用钉子把线圈支架钉牢在底板右端，铁芯应有三分之一左右插进线圈里，并且不碰触线圈管（图12-23）。 • （5）在图画纸上，画一个手握金箍棒的孙悟空，一个举起拳头还击的奥特曼，涂上颜色，剪下来。找一根细铁丝，把它缠在铅笔上绕制成弹簧，并平分成两段。用透明胶纸把孙悟空和奥特曼分别贴在两根弹簧的顶端，再把两根弹簧的底端分别固定在杠杆两端（图12-23）。 • （6）将支架下端线圈的一根引出线作为电源的一根连接线，另一根引出线连接在支架底端的引线上，在开关的固定接触片上引出一条导线作为电源的另一根连接线（图12-23）。电源可以用4节串联起来的1号电池，也可以用4.5~6 V的交流电。 • （7）装置完后，应先试一试。在没有接通电源时，开关的活动接触片应轻轻地触及开关的固定接触片。用手指轻轻地按一下杠杆右端，铁芯不应碰蹭线圈纸管，并且杠杆上的铁片也不应碰着线圈。一松开手指，杠杆支架的弹性应使杠杆恢复原位。

24. 2使用方法 • 接通电源后，杠杆便会不停地一高一低地摇晃。而杠杆两端的孙悟空和奥特曼在弹簧的作用下，便会相互打起来，很有趣。 • 3制作原理 • 接通电源后，线圈中有电流通过，线圈产生磁场又会吸引铁芯向下移动。杠杆右端下降，左端上升，开关的两个接触片相互分离，电流被切断，线圈失去磁场，在杠杆支架的弹性作用下，杠杆恢复原位。一旦杠杆恢复原位，开关的两个接触片相碰又立刻接通电流，线圈产生磁场又会吸引铁芯。于是杠杆便会不停地一高一低地摇晃。

25. 模块二　小　魔　术 事实聚焦　——　幼儿园的魔术表演 • 周末下午，城关幼儿园的全体幼儿分成中大班与小小班、小班两个活动场地，魔术表演在孩子们热烈的掌声中拉开了序幕。有备而来的大三班幼儿与教师轮流为两个场地的观众表演了简单又神奇的小魔术，节目有魔壶、魔棒、变色花、鸡蛋游泳、杯中取巾、晃牌变点、红黑变变变、剪不断的线、快速穿绳等，在中大班场地上的孩子们对神奇的魔术表演反应热烈，传来了阵阵掌声和欢呼声，在小小班、小班场地上的孩子看呆了，觉得真奇怪。这次活动使孩子既好奇、又开心，留下了深刻的回忆，使孩子们在愉快的聚会中度过周末活动。

26. 课题一　魔壶、魔棒与魔瓶 • 一、魔　壶 • 1各色饮料 • 准备：取8个高脚玻璃酒杯，分别加入半杯5%硫氰化钾、苯酚、乙酸钠、亚铁氰化钾、硝酸银、硫酸钠、碘化钾、淀粉碘化钾溶液，另在一茶壶中盛10%三氯化铁溶液。 • 表演：给每只高脚酒杯注入壶中溶液，边加边搅拌，并说明这一茶壶可以倒出所需的各色饮料，如玫瑰酒、可口可乐，结果真的倒出了八种不同颜色的“饮料”。 • 原理：酒杯中的各种溶液与铁盐生成不同色泽的配合物或沉淀：硫氰化铁（红）、酚铁配合物（紫）、乙酸铁（褐）、硫化铁（黄）、亚铁氰化铁（蓝）、碘（棕）、碘—淀粉（深蓝）、氯化银（乳白色沉淀）。 • 2空壶灭火 • 准备：在平底烧瓶里装入少量小块石灰石，加入少量盐酸，使稀盐酸淹没小石块。采用向上排空气法在茶壶中收集满二氧化碳备用。另准备烧杯一只、短蜡烛两支和火柴备用。 • 表演：先点燃一长一短两支蜡烛，然后放入烧杯中，接着把准备好的茶壶拿来，像倒茶一样把二氧化碳倒入烧杯中，可以看到没有任何东西倒出，但烧杯中的蜡烛从下到上依次熄灭。 • 原理：石灰石和稀盐酸发生化学反应生成二氧化碳气体： • CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

27. 二、魔　棒 • 1玻璃棒点火 • 准备：玻璃棒一根，酒精灯两盏。在瓷坩埚或蒸发皿中放入少量高锰酸钾粉末，然后向粉末中滴几滴浓硫酸，轻轻用玻璃棒把高锰酸钾和浓硫酸混合均匀。最后在玻璃棒两端蘸上前面所制混合物备用。 • 表演：将玻璃棒一端接触酒精灯灯芯，就可把酒精灯点燃，为了增强表演效果，用玻璃棒的另一端去接触另一盏酒精灯灯芯，酒精灯又点燃了。 • 原理：高锰酸钾有很强的氧化性，与浓硫酸反应生成氧化性更强的七氧化二锰，七氧化二锰遇到酒精等易燃物质就立刻燃烧。 • 2神奇的魔棒 • 准备：高锰酸钾粉末和小苏打粉末各一小包，玻璃棒一根，木盘一个，清水两杯，在其中一杯中滴入几滴酚酞。事先把高锰酸钾粉末和小苏打粉末倒入木盘中，并使它们的间距保持在玻璃棒平放时两头正好放在这两种粉末中。 • 表演：表演者右手拿玻璃棒，左手端木盘（木盘里放上两只盛水的玻璃杯）走上舞台，然后交代说，这根玻璃棒是根魔棒，不信，请你看我的表演。表演者先用“魔棒”敲敲杯子，并把它的两头伸进杯子里搅动几下，水色毫无变化。然后说：“现在我用‘魔棒’把它变出颜色来”，然后把玻璃棒放到了木盘里，再用一个大手帕把木盘盖严，向一旁吹几口气，接着揭开手帕，拿起了玻璃棒在杯中搅拌几下，则一个杯子里的水变成了红色，另一个杯子里水变成了蓝色。 • 原理：表演者在第一次用“魔棒”搅拌水后，他故意把“魔棒”放在木盘里，一头放在高锰酸钾粉末上，另一头放在小苏打粉末上，等再拿起玻璃棒去搅拌时，用蘸高锰酸钾粉末的一头去搅拌，那杯清水立刻变成了红色；用蘸小苏打粉末的那头去搅拌滴有酚酞的另一杯水，酚酞遇小苏打（碱性物质）变蓝色，所以水就变成蓝色。

28. 3魔棒空中取烟 • 准备：浓氨水半烧杯，玻璃棒一根，并在表演前蘸上浓盐酸。 • 表演：表演者把半杯“清水”和一根玻璃棒放在桌上，嘴里吸燃一支香烟，然后向空中喷出一团团烟雾。随后指着空中说：“我能用这根玻璃棒，将烟雾取回来，并且能将它放到烧杯里去”。然后就拿玻璃棒在空中将要消失的烟雾画几下，再用这只玻璃棒在烧杯口处划上几圈。果然奇迹出现了，烧杯里的水面上，顿时出现了一团白色的烟雾。 • 原理：盐酸和氨水都是很容易挥发的物质，它们挥发出来的氯化氢气体和氨气在空中相遇，就会生成氯化铵小颗粒，这就是烟雾。 • 注意事项：不要让浓盐酸和氨水溅出。

29. 三、魔　瓶 • 1．空瓶取物 • 准备：充满无色的硫化氢气体和二氧化硫气体的集气瓶两个，瓶口用玻璃片盖好。 • 表演：表演者先让观众查看集气瓶，确认里边空无一物。然后，抽开玻璃盖片，把瓶口对紧，乘表演一些动作的时机，把两集气瓶颠倒几次，使两种气体充分混合，再用布方巾盖住瓶子一会儿。最后表演者在揭开方巾的同时说声“变”，则在两瓶内壁会有淡黄色固体颗粒出现。 • 原理：硫化氢和二氧化硫都是无色气体，而硫化氢和二氧化硫反映生成单质硫和水。反应式如下： • 2H2S+SO2=3S+2H2O • 2．变色宝瓶 • 准备：在250 mL锥形瓶中加入氢氧化钠、葡萄糖和大约150 mL水，再加入亚甲蓝水溶液，此时溶液呈蓝色，摇匀后塞住瓶口，放置片刻，溶液逐渐转为无色后待用。 • 表演：把准备好的无色溶液打开瓶盖，然后边摇动瓶子，边说变、变、变……，溶液很快变为蓝色。接下来盖好瓶盖，放置片刻，溶液又恢复为无色。可反复做几次。 • 原理：亚甲蓝在碱性溶液中会被葡萄糖还原成无色物质。而在打开瓶塞摇动瓶子时，该无色物质又被空气中的氧气氧化为亚甲蓝而恢复其蓝色，蓝色的深度取决于摇动的时间和猛烈程度。静置后，溶液中的氧气逸出，亚甲蓝又被葡萄糖还原成无色物质。

30. 3．喝水的瓶子 • 准备：准备两只同样大小的透明玻璃杯，一只玻璃杯内装入1/5的饱和氯化钙溶液，另一只玻璃杯内装入1/5的浓氢氧化钠溶液。同时再准备一只不透明的玻璃瓶，容积跟玻璃杯差不多。 • 表演：把两透明玻璃杯中的“水”同时倒入不透明玻璃瓶。过一会儿，将不透明玻璃瓶颠倒过来，瓶内空无一物，两杯水全被瓶子“喝光”。 • 原理：饱和氯化钙溶液和浓氢氧化钠溶液混合在一起，反应形成固体的氢氧化钙沉淀和氯化钠。反应式如下：  • CaCl2+2NaOH=Ca(OH)2↓+2NaCl

31. 课题二　指示剂和火的魔术 • 一、指示剂变色的魔术 • 1变色花 • 准备：取滤纸若干，分别浸入下列化学药品中：石蕊、酚酞、甲基红、甲基橙、刚果红，然后取出晾干。浸过刚果红的纸是大红色，浸过甲基红的是浅橙色，浸过石蕊的是浅蓝色，浸过甲基橙的是黄色，而浸过酚酞的是白色。用这些纸做成五颜六色的花。再准备两个喷雾器，一个里边装上浓度为0.2%的稀盐酸溶液,另一个里边装上浓度0.6%的烧碱溶液。 • 表演：拿起第一个喷雾器向花束喷去，当喷出的雾落到花上时，嘴里说声“变”，花的颜色全变了：大红色的变成深蓝色的，浅橙色变成粉红色的，浅蓝色变成淡红色……过一会儿，再拿起另外一个喷雾器喷洒这些花束，再说声“变”，则花的颜色又全变了：洁白的花变成了鲜艳的玫瑰红，粉红色的花则变成了闪闪发亮的黄色，棕蓝色的花又恢复了其艳丽的鲜红，淡红色变成淡蓝色，棕红色变成浅蓝……真是变化多端，美不胜举。 • 原理：石蕊、酚酞、甲基红、甲基橙、刚果红这些化学药品都是人们通常所称的“指示剂”。这些指示剂会随溶液的酸碱性不同而变化其颜色。表演者第一次喷出的是浓度为0.2%的稀盐酸溶液，第二次喷出的0.6%的烧碱溶液，于是这些指示剂使纸花颜色变幻多端。

32. 2白纸显字  • 准备：先将硫氰酸钾（KCNS）、黄血盐（亚铁氰化钾）、水杨酸（邻羟基苯甲酸）、单宁酸四种药品分别用温水溶解，然后根据需要的颜色，用毛笔分别蘸着药液在白纸上写字或画画（每换蘸一次药液都要把毛笔洗净），晾干后白纸上仍然什么也看不见；再将三氯化铁溶于水配成溶液后装入喷雾器里。  • 表演：表演者把三氯化铁水溶液喷到事先绘有药剂的纸上，就会立即出现原来写好的字或画了，颜色分别为：硫氰酸钾呈红色，黄血盐呈绿色，水杨酸呈紫色，单宁酸呈黑色。颜色的深浅，取决于药品的浓度，可根据经验自行掌握。 • 原理：无色的硫氰酸钾、黄血盐、水杨酸和单宁酸与三氯化铁反应生成不同颜色的物质。 • 3纸人出血 • 准备：纯碱溶液一小烧杯，小刀一把，把白纸用姜黄（一种中药）水浸泡，染成黄色后晾干，然后用姜黄纸剪一个纸人。 • 表演：表演者用小刀从杯中蘸些“清水”，然后向小纸人身上画去，小纸人身上会渗出点点血迹。 • 原理：姜黄遇到碱水会变成血红色。这也是巫师玩杀鬼见血的骗人把戏时所依据的化学原理。 • 4化学密信 • 准备：用钢笔蘸取酚酞溶液，在白纸上写字，晾干后待用。一小杯纯碱（Na2CO3）溶液，棉签。 • 表演：用棉签蘸取纯碱溶液，在白纸上轻轻涂抹，会出现书写的红色字迹。 • 原理：Na2CO3溶液显碱性，酚酞遇碱溶液显红色。

33. 二、火的小魔术 • 1火球游泳 • 准备：100 mL的烧杯一个，烧杯里面装上自来水。金属钠，镊子。 • 表演：表演者可先说：常言道，水火不相容，这是人们公认的常识。大家有没有看见过火球在水面上游来游去。然后用镊子将灰色金属钠固体轻轻地放在烧杯里。这时，烧杯里的水面上立刻生成一个火球，这个火球在水面上滚来滚去，同时发出嗤嗤的响声。 • 原理：因为金属钠非常活泼，所以一遇水就发生激烈的化学反应，同时放出大量热，并生成可燃气体氢气。  • 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ • 当金属钠和水反应时，由于钠的熔点很低，被所产生的热量熔化而成球形，又由于产生的热量很快地使所产生的氢气达到燃点，所以在水面上形成了一个火球，火球又被产生的氢气所推动，在水面上滚来滚去，好像游泳似的。 • 注意事项：注意事项： • （1）金属钠化学活动能力非常强，易溶于水发生反应。所以平常的金属钠只能放在煤油里保存，切不可放在空气中，以免起火燃烧。 • （2）取用时要用镊子，千万不能用手拿。

34. 2烧不坏的手绢 • 准备：50%的酒精半烧杯，50%的酒精可用水和纯酒精按1∶1的比例配制，也可用50度左右的白酒代替。镊子一把，棉布手绢一个，火柴一盒。 • 表演：先把手绢浸入酒精，然后用镊子钳住手绢的一角，从酒精中取出，用火柴点燃手绢，等火焰旺盛后，迅速摇动，燃烧片刻后熄灭火焰，手绢完好无损，丝毫没有烧伤的痕迹。 • 原理：酒精燃烧时放出的热量被手绢上酒精中适量的水汽化而吸收，同时边烧边摇，加速了热量的散发，使手绢的温度低于棉布的着火点，所以手绢烧不坏。 • 3听话的棉布 • 准备：三块颜色和大小都相同的棉布条，第一块棉布条用30%高锰酸钾溶液浸过之后晾干，第二块棉布条不经化学处理，第三块棉布条先浸入30%的磷酸钠溶液，晾干后再浸入30%的明矾溶液中，再晾干。火柴一盒。 • 表演：拿出三条棉布，全部让观众查看。然后拿上第一块棉布，边点燃边说：“棉布棉布快速烧吧。”棉布果然燃烧得特别旺盛，不一会儿就烧光了。再拿上第二块棉布，边点燃边说：“棉布棉布随便烧吧。”棉布就慢慢地烧光了。最后拿上第三块棉布，边点边说：“棉布棉布不要燃烧吧。”棉布便怎么也烧不着。 • 原理：棉布是由棉花制成的，棉花的主要化学成分是纤维素，它含有碳、氢、氧元素，所以是可燃的物质。由于第一块棉布条是事先用30%高锰酸钾溶液浸过之后晾干的，高锰酸钾遇热后，分解释放出氧气来，因为氧气有助燃作用，所以第一块棉布条越烧越旺，很快被烧光了。第二块棉布条没有经过化学处理，所以燃烧的就慢些。第三块棉布条事先浸过30%的磷酸钠溶液和30%的明矾溶液，这样，第三块棉布条上就有两种化学药品，磷酸钠和明矾，磷酸钠在水中显碱性，而明矾在水中显酸性，它们反应之后除生成水外，还生成不溶解于水的氢氧化铝。所以实际上第三块棉布条被一层氢氧化铝薄膜包围了，氢氧化铝遇热后又变成了氧化铝和水。就是这层致密的氧化铝薄膜保护了布条，才免于火的袭击，怎么也烧不着。

35. 4吃　火 • 准备：小烧杯中倒入20 mL白酒，也可用50%的酒精，小块水果若干，餐叉一把，点燃的酒精灯一盏。 • 表演：用餐叉叉一小块水果在烧杯内浸泡，再在酒精灯上点燃，然后迅速送入口中，并火速紧闭嘴唇。 • 原理：燃火的水果送进嘴里，立即闭嘴将造成口中缺氧，火马上熄灭；另外由于水果和酒精中含有大量水分，燃烧时水汽化带走大量热量，水果温度不高，所以不会烧伤口腔。当然，表演时一定要胆大心细，快速敏捷。 • 5神　笔 • 准备：白纸一张，毛笔一支，盛有100 mL二硫化碳的碗一只，并取几粒白磷放入碗中，使其溶解备用。 • 表演：表演者用毛笔蘸上碗里的液体在纸上画一个燃烧的火焰，然后对着画上的火焰轻吹几口“仙气”，火焰便会燃烧起来。 • 原理：白磷是一种着火点很低的物质，而二硫化碳又是白磷的良好溶剂，并且很容易挥发，当画到纸上的二硫化碳挥发后，余下的白磷立即自燃。轻轻吹气是为了加快二硫化碳的挥发，但不能吹气太大，避免散热太快而影响白磷的自燃。 • 注意事项： • （1）白磷易燃、有毒，取用时要小心操作，切割时在水下进行，不能用手拿，要用镊子夹取。（2）配好的白磷和二硫化碳溶液要保存好，剩余的溶液不能乱倒，要及时烧毁，避免发生火灾。

36. 6水中生火 • 准备：在一个烧杯中盛大半杯水，把十几颗氯酸钾晶体放到水底，再用镊子夹取几小粒黄磷放入烧杯中；用玻璃移液管吸取浓硫酸少许。 • 表演：表演者把准备好的半杯水放到桌上。然后说明表演者可以在这杯水中生出火来，不信请看：这时把移液管中的浓硫酸注到烧杯中，水中就产生火光。 • 原理：氯酸钾是含氧的化合物，而黄磷是极易燃烧的东西，在水里因为与空气中的氧隔绝了，所以没有自燃。但是，加进浓硫酸后，浓硫酸与氯酸钾起作用生成氯酸，氯酸不稳定，放出氧气来。氧气又与黄磷起反应而燃烧，这种反应特别猛烈，因此在水里也能进行。

37. 课题三　几种有机物的小魔术 • 一、火药棉和萘球的小魔术 • 1火造纸币 • 准备：找少量火药棉（火药棉在化学上叫做硝化纤维，是用普通的脱脂棉放在按照一定比例配制的浓硫酸和浓硝酸中发生了硝化反应，反应后生成硝化纤维），然后把火药棉溶解在乙醚和乙醇的混合液中，便成了火棉胶，把火棉胶涂在10元的人民币票面上，这样就制成了一张和10元的票面一样大的“白纸”。香烟一支。 • 表演：取出白纸，将白纸往烟头上一触，说时迟那时快，只见火光一闪，眼前出现了一张10元的人民币。 • 原理：由于这张白纸是在人民币上贴了一层火药棉制成的。这种火药棉有个特殊的脾气，就是它的燃点很低，极易燃烧，一碰到火星便瞬间消失，它燃烧速度快得惊人，甚至燃烧时产生的热量还没有来得及传出去就已经全部烧光了。所以，10元的纸币还没有受到热量的袭击时，外层的火药棉就已经燃光了，因此，纸币十分安全。 • 注意事项： • （1）千万不要随便玩它，弄不好，不但火药棉制不出来，还容易发生危险。 • （2）掌握好药品的数量，火药棉不能太厚，要不然10元的纸币就要和火药棉同归于尽了。

38. 2．萘球跳舞 • 准备：无色透明的敞口瓶或烧杯1个，小苏打、柠檬酸结晶粉各1汤匙，萘球数枚，清水1杯。 • 表演：先将两种试剂置于瓶底，然后当众加水至满，将萘球投入其中，它们就会自行上下翻腾，好似跳舞一般。如在表演时，瓶后有彩色灯光照明则效果更佳。如萘球动作缓慢下来，说明药力逐渐减弱，可重新加药后让其继续表演，依上述药量可使表演延续1 h以上。 • 原理：小苏打与柠檬酸在水中起中和反应，使水液上下翻腾。而萘球的比重稍大于水，似沉不沉，故能随水液之运动上下跳起舞来。 • 3画烛能燃 • 准备：一块深色幕布，一颗樟脑球，用一小块和幕布颜色一样的布包起来，再用同色的细线拴住，吊在幕布上，使观众发现不了。 • 表演：魔术师随便用粉笔在幕布或者墙上画一支蜡烛，画好后对着观众，用火柴一点，蜡烛便燃起火苗，吹灭时，布一点也未烧坏。这个魔术晚上表演效果最好。 • 原理：蜡烛头恰好画在樟脑球的地方，樟脑球的主要成分是一种由碳氢组成的有机物——萘，该物质具有易燃和升华的特性，所以用火柴一点就燃，而且燃烧时放出的热量有一部分被发生的升华现象所吸收。因此，包樟脑球的布一点也不会烧坏。

39. 二、乙醚和甘油的小魔术 • 1一杯三色 • 准备：向量杯（或试管）中依次倒入等量的二硫化碳、清水和乙醚（注意倒入时要轻轻地倒，避免三种物质混合）；将0.1 g碘晶体磨细，再与磨细的1.5 g硫酸铜粉末混合后包在纸中 • 表演：表演者告诉观众杯中是“清水”，然后打开小纸包，把药粉倒在量杯中。同时轻轻地摇动量杯，杯中的液体将显示出三种不同的颜色：下层为深紫色，中层为淡蓝色，上层为黄褐色。 • 原理：二硫化碳、乙醚均不溶于水，且二硫化碳比水重，乙醚比水轻，因此，量杯中的三种液体会分成三层。碘溶于乙醚呈黄褐色，硫酸铜溶于水呈淡蓝色，碘微溶于水，但易溶于二硫化碳呈紫色。 • 2火山爆发  • 准备：在木板中央堆一方泥土，上面放一坩埚，坩埚周围用泥围堆成一小“山丘”，丘顶坩埚上方为“火山口”，向埋在山丘内的坩埚中央堆放5 g高锰酸钾和1 g硝酸锶的混合物，此混合物周围堆放10 g研细了的重铬酸铵粉末。长滴管吸入甘油备用。 • 表演：把准备的小“山丘”放在地上，然后在“火山口”用长滴管滴入几滴甘油在高锰酸钾上，表演者快速远离，片刻后可见有紫红色火焰喷出，紧接着就有绿色的“火山灰”喷出。 • 原理：高锰酸钾与甘油混合激烈反应放出大量热，使重铬酸铵分解生成的固体残渣随生成的气体喷出。

40. 课题四　金属和金属盐的小魔术 • 一、魔术师创造的美丽景观 1水中花园 准备：先在长方形的玻璃水缸底上铺一层洗净的沙子和白色的小石子，然后在玻璃缸中加满20%硅酸钠（水玻璃）溶液。黄豆粒大小的氯化铜、氧化锰、氯化钴、三氧化铁、硫酸镍、氯化锌和氯化钙固体几粒，当然还可以准备其他金属的盐。 表演：把盛满硅酸钠溶液的水缸放在稳定的桌子上，把这些黄豆粒大小的固体分别一一投入水缸中。投入固体时，一定要特别小心，必须让每颗固体在水缸底部各占一位，不能混在一起，否则这座小花园就会变得乱糟糟的。半个多小时以后，一座景色十分美丽的“水中花园”就会呈现出来。在等待的时间可以表演一些其他魔术。 原理：很多金属的盐类都能与硅酸钠作用生成不同颜色的硅酸盐，但其反应速度很慢，需要半个多小时才能看到结果。反应后的硅酸铜和硅酸镍像绿色的小草，硅酸钴像蓝色的海草，硅酸钙又像白色和粉红色的钟乳石柱。 注意事项：千万别使水缸受到震动，因为“水中花园”最怕发生 “地震”，一经震动，“水中花园”中的各种花草树木脆弱的身体就会夭折，变得一片荒芜了。

41. 2晴雨花 准备：把滤纸用二氯化钴溶液浸泡后晾干，然后用这些纸做成小花。装有清水的喷雾器一个。 表演：在干燥的环境中，小花的颜色呈蓝色，把喷雾器离小花远一点，喷洒少量的清水（表示下雨前），小花就变成紫色，当喷洒的清水量多时（表示下雨时），小花变成粉红色。 原理：二氯化钴这种物质有个非常奇怪的脾气——对水特别敏感，常温下，无水的二氯化钴是蓝色的，但它容易吸收空气中的水分，一旦吸了水，就变成了粉红色钴的络合物了。天气晴朗时，空气中的水分少，二氯化钴难以吸水，呈现蓝色；在下雨前，空气中的水分有所增加，吸收了一小部分水，其中一部分氯化钴变成了钴的络合物，此时蓝红两色混合而呈紫色；下雨时，空气中水分急剧增加，使花中的二氯化钴全部变成钴的络合物，而呈现粉红色。根据这朵晴雨花颜色变化就可以知道天气是晴还是阴。 3喷水燃纸 准备：在几张纸中间夹上一小块金属钠，一小茶杯水。 表演：表演者把几张纸放在桌上，端起茶杯含一口水，然后把水喷在纸上，纸便立刻燃烧。 原理：钠遇水后会发生剧烈反应，在生成氢气的同时放出大量的热，这些热量使氢气很快燃烧，纸也就点燃了。

42. 二、神奇的火柴和木炭 1五色火柴 准备：把一些火柴在硝酸锶、硝酸钾和硫酸铜溶液中浸泡，将浸制了的火柴，晾干后放入火柴盒中以备表演。 表演：表演者先说明：一般火柴擦燃时，总是发出黄色的火光，而本大师的火柴，大家需要什么颜色的火光，就会发出什么颜色的火光。然后根据观众的要求，擦燃相应颜色的火柴。抽出一根火柴擦燃，发出的是红色火光；又抽出一根擦燃，发出的是炽白的火光；再抽一根擦燃，发出了蓝色的火光…… 原理：这些火柴是用化学药品浸制过的。制法很简单，在硝酸锶溶液中浸过的火柴，擦燃可发红光；在硝酸钾溶液中浸过的火柴，擦燃可发白光；在硫酸铜溶液中浸过的火柴，擦燃可发蓝光。为了便于自己识别火柴与发火光的颜色，可以在火柴梗上做上记号。这样，同学们要你擦出什么色光，就可以用什么样的火柴来表演了。 注意：在夜间关灯表演，效果更好。

43. 2小木炭跳舞 准备：装有3~4 g固体硝酸钾的试管一只。试管夹、铁架台、酒精灯各一个，小豆粒大小木炭一块，把试管直立固定有铁架台上。 表演：用酒精灯加热试管，等到固体的硝酸钾逐渐熔化后，把小木炭投入试管中，并继续加热。过一会儿就会看到小木炭块在试管中的液面上突突地跳跃起来，一会儿上下跳动，一会儿自身翻转，好似跳舞一样，并且发出耀眼的红光，有趣极了。 原理：在小木炭刚放入试管时，试管中硝酸钾的温度较低，还没能使木炭燃烧起来，所以小木炭还在那静止地躺着。对试管继续加热后温度上升，使小木炭达到燃点，这时与硝酸钾发生激烈的化学反应，并放出大量的热，使小木炭立刻燃烧发光。因为硝酸钾在高温下分解后放出氧气来，这个氧气立刻与小木炭反应生成二氧化碳气体，这个气体一下子就将小木炭顶了起来。木炭跳起之后，和下面的硝酸钾液体脱离接触，反应中断了，二氧化碳气体就不再产生，当小木炭由于受到重力的作用落回到硝酸钾上面时，又发生反应，小木炭第二次跳起来。这样的循环往复，小木炭就不停地上下跳跃起来。 注意事项：一定要注意用量！ • 二、神奇的火柴和木炭

44. 2小木炭跳舞 准备：装有3~4 g固体硝酸钾的试管一只。试管夹、铁架台、酒精灯各一个，小豆粒大小木炭一块，把试管直立固定有铁架台上。 表演：用酒精灯加热试管，等到固体的硝酸钾逐渐熔化后，把小木炭投入试管中，并继续加热。过一会儿就会看到小木炭块在试管中的液面上突突地跳跃起来，一会儿上下跳动，一会儿自身翻转，好似跳舞一样，并且发出耀眼的红光，有趣极了。 原理：在小木炭刚放入试管时，试管中硝酸钾的温度较低，还没能使木炭燃烧起来，所以小木炭还在那静止地躺着。对试管继续加热后温度上升，使小木炭达到燃点，这时与硝酸钾发生激烈的化学反应，并放出大量的热，使小木炭立刻燃烧发光。因为硝酸钾在高温下分解后放出氧气来，这个氧气立刻与小木炭反应生成二氧化碳气体，这个气体一下子就将小木炭顶了起来。木炭跳起之后，和下面的硝酸钾液体脱离接触，反应中断了，二氧化碳气体就不再产生，当小木炭由于受到重力的作用落回到硝酸钾上面时，又发生反应，小木炭第二次跳起来。这样的循环往复，小木炭就不停地上下跳跃起来。 注意事项：一定要注意用量！ • 二、神奇的火柴和木炭

45. 2小木炭跳舞 准备：装有3~4 g固体硝酸钾的试管一只。试管夹、铁架台、酒精灯各一个，小豆粒大小木炭一块，把试管直立固定有铁架台上。 表演：用酒精灯加热试管，等到固体的硝酸钾逐渐熔化后，把小木炭投入试管中，并继续加热。过一会儿就会看到小木炭块在试管中的液面上突突地跳跃起来，一会儿上下跳动，一会儿自身翻转，好似跳舞一样，并且发出耀眼的红光，有趣极了。 原理：在小木炭刚放入试管时，试管中硝酸钾的温度较低，还没能使木炭燃烧起来，所以小木炭还在那静止地躺着。对试管继续加热后温度上升，使小木炭达到燃点，这时与硝酸钾发生激烈的化学反应，并放出大量的热，使小木炭立刻燃烧发光。因为硝酸钾在高温下分解后放出氧气来，这个氧气立刻与小木炭反应生成二氧化碳气体，这个气体一下子就将小木炭顶了起来。木炭跳起之后，和下面的硝酸钾液体脱离接触，反应中断了，二氧化碳气体就不再产生，当小木炭由于受到重力的作用落回到硝酸钾上面时，又发生反应，小木炭第二次跳起来。这样的循环往复，小木炭就不停地上下跳跃起来。 注意事项：一定要注意用量！ • 二、神奇的火柴和木炭

46. 二、神奇的火柴和木炭 3鸡蛋游泳 准备：大玻璃杯一个，鸡蛋一个，稀盐酸（量以倒入大玻璃杯后能淹没鸡蛋为好）。 表演：把“清水”倒入大玻璃杯，然后拿出鸡蛋放在杯中，不一会儿鸡蛋就一上一下地游起泳来了。 原理：因为鸡蛋壳主要成分是碳酸钙，它遇到盐酸产生二氧化碳气体，气泡增多，鸡蛋受的浮力增大，就上升了，升至水面，气泡跑到空气里，鸡蛋受的浮力减小，就下沉了，这样周而复始，仿佛是小鸡蛋在游泳。

47. 谢 谢！