许你笑颜探究性实验设计——鸡蛋壳的主要成分探究
前言
随着人们的生活水平不断提高，鸡蛋的消耗量与日俱增，因此产生了大量的鸡蛋壳。鸡蛋壳在医药、日用化工及农业等方面都有广泛的应用[1~2]。鸡蛋壳中含有大量钙，主要以碳酸钙形式存在，其余还有少量镁、钾和微量铁。鸡蛋壳在日常生活中来源广泛、易得，在实验教学中开设 “鸡蛋壳中主要成分”的探究实验，不仅能激发学生的实验兴趣，提高学生的基本操作水平，锻炼学生的分析、解决实际问题的能力，还可以通过探究实验的趣味拓展，将日常生活同样常见的鸭蛋壳结合起一起探究，能激发学生的兴趣，启发学生用比较的方法来学习化学。同时还可以对学生进行变废为宝、充分利用资源的教育。 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，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。 趣味拓展实验
在探究了鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙后，通过阅读资料，告知学生各种蛋壳成分都差不多，主要成分均为碳酸钙。同时为了进一步锻炼学生的分析、解决实际问题的能力，本次探究实验还安排了趣味拓展实验。在学生的日常生活中，常见的蛋还有鸭蛋。由于在学校里鸭蛋并不常见，因此我们选择用腌制的鸭蛋(皮蛋)来开展趣味实验——比较鸡蛋壳与鸭蛋壳中主要成分碳酸钙含量的多少。
(1) 实验装置图
气球
注射器 注射器
鸡蛋壳 鸭蛋(皮蛋)壳
(2)实验步骤
1.在两支具支试管中分别加入等量的鸡蛋壳与皮蛋壳。
2.取两支注射器装入10mL稀盐酸，将注射器的注射口堵在具支试管的支管处，同时在两支具支试管管口处分别套上一样大小的气球。
3.实验开始时，同时将注射器的溶液(稀盐酸)推进试管中，观察实验现象。 (3)实验现象
将注射器中的稀盐酸溶液注入具支试管后，可以看到气球迅速膨胀，其中盛放鸭蛋(皮蛋)壳的试管产生大量泡沫，气球膨胀快且大。具体现象如下图所示：
鸡蛋壳 皮蛋壳 鸡蛋壳 皮蛋壳 加入盐酸前 加入盐酸后
(4)实验结论
由实验的结果可知，在相同时间内鸭蛋(皮蛋)壳与盐酸反应的程度要比鸡蛋壳剧烈，放出二氧化碳气体要多，气球膨胀快且大，因此可以初步判断鸭蛋(皮蛋)壳中主要成分碳酸钙的含量要比鸡蛋壳中碳酸钙的含量高。当然该实验较为粗糙，无法保证实验条件的一致性，如蛋壳的颗粒大小等，只能初步判断。若要
