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沙子变辨辨--黄子亮

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沙子变辨辨

杭州市富阳区富春第七小学     五(5)班    黄子亮

一 、背景:科学观察是学习科学的最基本方法,也是最简单的学习科学的方法,在我四年级的科学课上,学习了岩石、土壤等知识点,也学习了溶解,过滤等基本的科学操作方法,因此,我对科学观察和实验产生了极大的兴趣。今年暑假,我来到了台州白沙湾沙滩游玩,在挖沙的过程中,我仔细观察沙子,发现沙子里面有好多不同类型的晶体组成,我联想到,在富春江边玩沙子的情景,富春江边的沙子和台州白沙湾的沙子有很大的差别,因此,我用塑料瓶子灌了点海沙回来,想要观察研究不同沙子。

 

二、目标:1. 通过观察了解不同沙子颗粒的大小,颜色等组成情况。

 

      2.进一步通过显微镜观察不同种类的沙子,了解微观的区别。

 

      3.通过简单实验,探究不同沙子中可溶性晶体含量和不溶性晶体的含量。

 

三 、 采样:台州白沙湾海滩沙子 (海沙) 网购沙漠沙子 富阳江江沙 富阳江边儿童沙滩沙子(机沙) 富春七小开心农场砂土

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四、研究内容

1.沙子的颜色、组成情况:本次研究内容主要采用观察的科学方法,利用肉眼直接观察,借助放大镜和手机等工具间接观察,在颜色,颗粒大小,颗粒组成等几方面进行对比,再用皮肤进行触摸,得出以下发现。

沙子种类

颜色

颗粒大小

颗粒组成

触摸手感

台州白沙湾

海滩沙子

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肉眼观察主体黄白色,放大后,发现内部夹杂有少许红色、黑色和紫色。

颗粒大小不均匀

颗粒较江沙大

 

大量贝壳类碎屑,石英、长石等砂砾,颗粒较圆润

 

颗粒感较强,

用力握住松手后,沙子没有粘结现象,但是会有少许黏在手心。

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主体是亮黄色夹杂少许白色和黑色晶体

粗细均匀

颗粒最细

粉砂粒

 

触感柔软,很细腻,用力握住松手后,不粘结,不粘手。

富阳江江沙

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灰白色

粗细不均匀

颗粒大小差别大

内含不同类型的小鹅卵石,且表面比较光滑无棱角。沙砾圆润。

触感光滑细腻,用力握住松手后,不粘结不粘手。

机沙

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黑灰色

粗细均匀

较沙漠沙颗粒

略大

棱角分明,有片状晶体,大小较沙漠沙大

触感粗糙,用力握住松手后稍微有些粘手

 富春七小

开心农场砂土

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黑灰色

粗细不均匀

颗粒有黏连

内含细小的植物的根、腐烂的小叶片、砂砾、 黏粒小石块等

 

触感粗糙,用力握住松手后,土块成结黏连。

 

2.       可溶性含量的比较

为了探究不同沙子的可溶性物质和不溶性物质含量的比较,我进行了溶解、过滤、蒸发结晶的科学实验,再进行对比。

(1)溶解:我用天平称量了各50克样品于烧杯中,再往烧杯中加入各100毫升水,用玻璃棒进行搅拌,让沙子中可溶性物质尽可能多的溶解在水中,形成悬浊液。

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我的发现:加入水溶解后,不同的沙子悬浊液颜色差异比较大,海沙水最干净,悬浊的颗粒最少;沙漠沙的悬浊液呈金黄色,机沙和开心农场沙子悬浮上来的黏粒是最多的,另外,开心农场的砂土悬浊液还漂浮着非常多的细小腐烂植物残渣。

99f97c655eb55ee9f856582e70f5363(2)过滤:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

我的发现:过滤悬浊液的时候,滤液滤出有快慢之分,最快的是海沙液,最慢的是开心农场沙土,分析出现该现象的主要原因是,开心农场砂土中所含的黏粒最多,将滤纸的缝隙堵住了,所以滤液下落的速度最慢。

(3)蒸发结晶:将所得滤液倒入蒸发皿中,加热蒸发结晶。发现:液体蒸发结束后,在蒸发皿中出现了白色的晶体,这就是溶解在水中的无机盐。将这些无机盐用天平称量的结果如下:

 

 

沙子种类

可溶性无机盐的量

海沙

2克 占比约4%

沙漠沙子

含量非常少

富春江河沙

含量非常少

机沙

含量非常少

开心农场沙土

含量非常少

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我的发现:通过对不同类型的沙子滤液蒸发结晶,我发现,(1)海沙中可溶性无机盐含量比较多,但是另外四种沙子可溶性无机盐含量都比较少。(2)另外几种沙子所含的可溶性无机盐含量都非常少,导致于没有办法用天平测量出来。

 

   通过查阅资料我了解到:海沙中有很多可溶性无机盐,含量最多的是氯化钠晶体,还有少量的氯化钙、氯化镁等可溶性无机盐。正式这些可溶性无机盐中存在较多量的氯离子,氯离子会侵蚀钢筋,给工程带来安全隐患,因此海沙不能用于建筑。

 

3.不溶性颗粒的观察:

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(1)   肉眼观察:我将过滤后剩余的颗粒进行观察,我发现,沙子出现了分层现象,最上层的颗粒都是一些非常细腻的黏粒和粉砂粒,越往下,颗粒越大,加入水以后,沙子可以粘结在一起,能够被捏制塑造成各种形状。

(2)显微镜观察:为了更加清晰观察到不同沙子的结构特点,我利用显微镜对剩余颗粒对剩余颗粒进行观察,在相同放大倍数100倍的视野中,我获取了以上放大画面。。

我发现:沙漠沙,河沙和海沙的颗粒形状较规则,其中沙漠沙颗粒大小较均匀,体积较小,海沙的颗粒整体较大,河沙的颗粒大小不均匀,但是机制沙子很碎小,颗粒形状虽然规则,但是大小不均匀,通过查阅资料我了解到,机制沙子是由专制砂机河其它附属设备加工成的沙子,石料在经过搅碎机之后,被碾碎,所以已经失去了颗粒原有的形状。

5.       拓展延伸---不同沙子的应用

通过以上的观察和实验,我查阅了和沙子有关的资料,了解了不同沙子的功能。

海沙:海砂是仅次于石油和天然气的第二大海洋矿产,具有广泛的用途,其中最主要的用途之一是作为工程建设的原材料,尤其是大型建设的填海造陆环节。然而,海砂中的盐分氯离子会侵蚀钢筋,这个成分如果超标的话,在经混凝土搅拌后用在工程建设中会对钢筋有严重的腐蚀作用。因此国家规定建筑工程中采用的海砂必须是经过专门的淡化处理,如果要使用的话,在钢筋混凝土中,海砂的氯离子含量不应大于万分之六

河沙:是天然石在自然状态下,经水的作用力长时间反复冲撞、摩擦产生的,其成份较为复杂、表面有一定光滑性,杂质含量多。河砂即为水泥标准砂,多用于建筑、混凝土、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等。

沙漠沙:由于沙漠沙的颗粒度太小了,无法满足建筑用沙的需求。沙漠沙常见的用处就是被制作成抗洪,练功、拳击、脚踢等用途的沙袋,也有部分沙漠沙被制作成沙漏、砂罐等工艺品。随着科学技术的发展,沙子又有了很多新的、更大的用途。

机沙:工程中的机沙就是用机械加工成的砂子,不是天然砂,石粉沙是用石头粉碎形成的砂子。可以作为混凝土的细骨料使用,也可以作为抹灰用砂。机沙主要适用于混凝土及抹灰

农场砂土:砂土是有大量的沙河黏土混合而成的,透水性好,但是保水保肥能力差,适合耕种一些根菜类农作物,如胡萝卜,番薯,马铃薯,花生等。但是要耕种其余的农作物,需要对砂土进行改良。

 

 

活动小结:

本次对沙子的观察活动,我采用了肉眼、皮肤等感官进行直接观察,也借助了放大镜、显微镜和手机摄像机等工具进行间接观察,我发现,直接观察存在一定的局限性,而工具的观察可以起到放大功能,让观察更加清晰和直观。

在本次观察活动中,我不仅了解到不同沙子的结构组成情况,也通过查阅资料了解到不同沙子的应用,更重要的是,我知道了科学观察的重要性,它是非常客观公正的对科学事实进行了解的手段,只要留心观察,我们可以发现很多身边有趣的现象。

 

                                       (辅导教师:余利娟)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2023年12月29日 08:18
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