01
发现问题
年前,家里进行大扫除。我在擦洗窗玻璃的时候,意外地发现房子外墙的墙砖缝里出现了大量白色粉末。在盖房子时,我们所用的填缝剂是黑色的,现在黑色的填缝剂中夹杂着白色粉末,十分影响外观。发现这一现象后,我又去观察了家里其他地方的墙缝,发现唯独厕所的墙砖缝中没有这种白色粉末。我很好奇,决定一探究竟。
02
提出假设
为什么外墙上有白色粉末,而厕所却没有呢?经过思考,我认为可能是因为厕所里比较潮湿,而这种粉末只有在干燥条件下才会产生,或者能溶解于水,亦或是会与水发生反应。于是我询问了家里人。大家各自提出了猜测,爸爸认为是空气中含氮物质与填缝剂发生反应产生的硝酸盐,而我认为该粉末可能是含有钙元素的无机盐。
03
查阅资料
1.填缝剂的主要成分是白水泥,白水泥的主要成分是硅酸钙(CaSiO3)。
2.一般家庭建筑或工程建筑使用的硅酸盐混凝土,在经过一段时间后(时间可长可短),墙面会出现长毛,盐霜似的晶体。毛坯房会直接析出,装潢过的,涂料油漆等会鼓起、起皮、脱落。长年不褪,严重影响外观,此种现象称为“泛碱”现象。
3.“泛碱”现象是指普通混凝土为硅酸盐,遇空气或者墙体内的水气,硅酸根离子发生水解反应,生成的氢氧根与金属离子结合形成溶解度较小的氢氧化物,化学性质为碱性。遇到气温的升高,水蒸发,将氢氧化物从墙体中析出。
查阅资料后,我对资料作了如下分析。在盖房子时,外墙使用的填缝剂主要成分为白水泥,白水泥的主要成分为硅酸钙(CaSiO3)。这些硅酸钙遇到水,就发生了水解反应,即CaSiO3+ H2O →水解→Ca2++ H2SiO3+ OH- ,Ca2+ 和OH- 再结合生成Ca(OH)2 。氢氧化钙常温下(20℃)在水中的溶解度为0.16g,属于微溶。一旦温度升高,氢氧化钙在水中的溶解度就会减小;随着水的蒸发,溶解于水中的氢氧化钙就会析出。而在卫生间里,空气比较潮湿,水分不易蒸发,自然看不到白色粉末。为此,我提出了新的假设:该白色粉末是Ca(OH)2。
04
实验检验
那么墙砖缝中的白色粉末到底是不是Ca(OH)2呢?于是,我决定通过实验来验证。
(1)收集白色粉末,置于透明的杯中,加水溶解。
(2)往杯中吹气,如果产生白色沉淀,根据CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O的原理,则该粉末是Ca(OH)2。
经检验,该白色粉末是Ca(OH)2。
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得出结论
经过一番探究,现在我终于明白,该粉末是硅酸钙水解生成的氢氧化钙。
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学以致用
针对这种现象,可以使用市面上的石材泛碱清洗剂清洗,使用前一定要先作小样试块,也可以用10%的草酸溶液或稀释过的盐酸清洗墙面。但是,这种现象一旦产生,就不能根除。因此,只有在施工前做好预防工作,使用面砖抗泛碱剂(抑碱剂),才能从根本上解决泛碱问题。
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探究体会
通过这次探究,我不仅为家里洗掉了墙上难看的白色粉末,也学到了生活中一些课本上学不到的知识。更重要的是,我学到了一些科学探究的方法。其实科学就在我们身边,只要我们善于发现,科学无处不在;只要我们善于把学到的知识运用到生活中去,科学就能为我们创造更好的生活。
09
教师点评
该同学从生活中一个细微的现象入手,大胆提出了自己的猜想,开始了深入的科学探索。犹如牛顿从苹果落地现象开始走向科学高峰。她非常娴熟的运用了科学实验的方法。利用所学的氢氧化钙溶解性知识,以及查阅到的相关化学知识,有效的检验了假设。得出结论后又进一步思考获得了对该现象的预防措施。充分体现了科学从生活中来,到生活中去的本质。也充分体现了该同学具有的较高的科学素养。
指导:王桂铭
编辑:徐 晖