化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。和物理一样，它也是一门以实验为基础的科学，并且也是自然科学的基础科学之一。在与物理学、生物学、自然地理学、天文学等学科的相互渗透中，化学得到了迅速的发展，同时也推动了其他学科和技术的发展。
化学对我们认识和利用物质具有重要的作用。世界是由物质组成的，化学则是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一，它是一门历史悠久而又富有活力的学科，它与人类进步和社会发展的关系非常密切，它的成就是社会文明的重要标志。现在，化学已经渗透到人类生活的各个方面，与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等方面都有密切的联系，它是一门社会迫切需要的实用学科。
因此，学好化学是学好科学知识的重要前提。作为以实验为基础的学科，化学实验在化学学习过程中占了很大的比例，掌握化学实验现象和技能是深入研究化学的基石。这一部分即将要给你介绍的是适合在学校实验室做的有趣的化学课外拓展小实验，希望你能从中受益！
彩蝶双双
实验材料和用具：明矾、硫酸铜、铬酸钾、重铬酸钾、烧杯、玻璃棒或竹筷、铁丝
实验步骤：
1.取4个烧杯，倒入热水。分别往4个杯中逐次放入明矾、硫酸铜、铬酸钾和重铬酸钾，并用玻璃棒或竹筷搅拌，一直到固体物质不能再溶解为止。
2.用4根铁丝弯成4只“蝴蝶”，悬挂在制得的溶液中间。随着饱和溶液温度的下降，上述4种物质的晶体便不断地凝积在铁丝上，于是白色、深蓝色、黄色和橙色的4只蝴蝶就逐渐形成了，毛茸茸的非常美丽。
注意，因为铬酸钾和重铬酸钾都是重金属盐，有剧毒，切不能入口，做完实验后要认真洗手。
这个实验的原理很简单，明矾、硫酸铜、铬酸钾和重铬酸钾在水中的溶解度随着温度的上升而增加，也随着温度的降低而减少。因此在热水中很容易溶解，并且会很快达到饱和。当放进冷铁丝弯的蝴蝶后，温度开始下降，于是溶解度也随之减小，晶体开始析出，便逐渐凝积在铁丝上了。这个实验成败的关键，在于选好药品。对于温度稍有下降，而物质的溶解度就会下降很多的药品，做这个实验效果最好。
根据溶解度和温度的关系，化学工业部门往往把一些不纯的物质溶解在某种溶剂中，利用降低温度或蒸发的办法，进行重结晶而获得纯净的物质。
粉笔上的层析实验
大家知道，要分析一种混合物内有哪几种成分，并不是一件简单的事情。尤其是分析有机化合物的混合物（例如染料、抗生素等），其中各个成分的性质极为相近，分析一个样品往往要花很长的时间。后来，有了色层分析法，分析起来就简便多了。
色层分析法是在一种载体（通常是固体）上进行混合物分离和分析的方法。混合物（一般是液体）随展开液流经载体，就可以被分离成各种成分，而分析每一个纯成分，显然比分析混合物要简单得多，所以色层分析法可以提高分析的准确性和灵敏度。有时可以直接根据载体上出现的各种纯成分的颜色，来确定混合物中含有哪些物质。
进行色层分析需要有吸附剂（如氧化铝、氧化硅等），还要把吸附剂装在吸附柱上，操作起来比较复杂。这里介绍用粉笔来模拟色层分析法，既简便又有趣。
1.蓝墨水中有几种染料
取一支粉笔，在距离粗的一头1厘米的地方点上一点蓝墨水（只要用细玻璃棒蘸上蓝墨水来点，不可用滴管滴，因为这样做会使蓝墨水的点太大），点完后，蓝墨水点的直径约为1毫米。
在培养皿内加酒精做展开液，液面高度保持在0.5厘米左右。然后把粉笔的大头朝下，竖立在酒精中，但酒精的液面不可与蓝墨水点接触。不久，酒精就在粉笔上慢慢上升，随着酒精向上扩散，蓝墨水也在粉笔上向上移动。最后，你可以看到粉笔上半部的墨水是蓝色的，粉笔下半部的墨水是紫色的。这说明在蓝墨水中存在着两种染料，一种是紫色的，另一种是蓝色的。
2.红墨水中有几种染料
再取一支粉笔，在粗的一头点上一点红墨水（位置和蓝墨水点相同），然后把它竖立在酒精中，红墨水也会随着酒精慢慢向上扩散。最后，你会看到，粉笔上半部的墨水是橙红色的，下半部的墨水是红色的，说明红墨水中也有两种染料。
3.分离甲基橙和酚酞
在试管中加入2毫升浓氨水和18毫升蒸馏水，混匀。再加入10毫升丁醇，管口用橡皮塞塞严，充分摇动试管，然后将试管静置。等溶液分层后（上层是氨的丁醇溶液，下层是氨水），用滴管取出上层溶液放在培养皿内。将0.5毫升甲基橙指示剂和0.5毫升酚酞指示剂混合均匀。
取一支粉笔，在粗的一头点上一点混合指示剂（位置和实验1中相同），然后把粉笔竖立在培养皿内的氨的丁醇溶液中。不久，混合指示剂慢慢向上扩散。最后，粉笔的上半部是红色的，下半部是橙黄色的。为什么会发生这一变化呢？原来，酚酞和甲基橙在粉笔上的扩散速度是不同的，酚酞往上爬得快，甲基橙爬得慢。所以粉笔上半部是酚酞，它遇到氨水显红色，粉笔的下半部是甲基橙，遇到氨水显橙黄色。通过这样一个简单的实验，可以使我们初步了解到，在色层分析中是怎样把两种物质分开的。
4.绿叶中的色素
取一些绿叶（可以用绿叶蔬菜，例如菠菜，或者用绿色树叶），放在研钵中捣碎。把绿叶的汁和碎末涂在粉笔下端距离粗的一头1厘米的地方（最好涂得多一点）。
将甲苯与酒精（200∶1）的混合溶液放在培养皿内，液面的高度保持在0.5厘米左右。然后，将粉笔粗的一头竖立在培养皿内的混合溶液中。不久，可以看到绿叶中的色素慢慢向上扩散。最后，粉笔上也出现了两种颜色，下边是绿色的，上边是黄色的，说明绿叶的色素中含有叶绿素和叶黄素。
通过以上4个在粉笔上进行的实验，希望你对色层分析法会有一些初步的了解。
纸轮飞转
实验前准备：取两只玻璃瓶，用手工纸或烟盒里的铝铂做一个纸轮，装在一个支架上，与两只瓶子的高度相同。用弯曲的玻璃管把作为气体发生器的两只玻璃瓶连接起来，玻璃管不要太长，比瓶口的软木塞略高即可。在靠纸轮一侧的玻璃瓶中插入一个喷水管，喷水口朝向纸轮距玻璃瓶30厘米远即可。管径要细一些，喷水口更要细一些。
实验步骤：先将靠纸轮的一个玻璃瓶装满水。然后在另一瓶里放入一些锌粒，注入浓度为20％的稀硫酸，直到酸液将瓶中的锌粒全部浸没为止，将软木塞塞紧。过一会儿，靠纸轮那只玻璃瓶里的水就会从喷水管中喷出来，而且越喷越远。这时玻璃瓶旁边的纸轮也就慢慢地转动起来，越转越快。
这个实验的原理很简单：当锌粒和稀硫酸作用时，生成了氢气。氢气通过导管进入另一个玻璃瓶后，由于它极难溶解在水里，随着氢气量的增加，氢气对水面的压力也越来越大，最后把水从喷水管中压出来。又由于喷水口很细，水就产生了一股冲力，能喷射很远。当水冲到小纸轮的轮叶上时，便把纸轮冲击得转动起来。
实验中，要用手压紧两个瓶口上的木塞，以防被氢气冲开，造成实验失败。
化学水波
实验材料和用具：琼脂、碘化钾、硝酸铅
实验步骤：
1.取0.1克琼脂（俗称洋菜），加到20毫升水中，加热使琼脂全部溶解，再往里面加入10毫升0.1摩/升碘化钾溶液。混合均匀后，把溶液倒在一个培养皿内（或者用其他平底的玻璃器皿代替），溶液高度约3毫米。
2.琼脂溶液冷却后，即凝结成透明的胶冻，这时在培养皿的中心位置把一颗胶粒大小的硝酸铅固体轻轻地放在胶冻上面（注意只要放在胶冻的浮面上就可以了，不必把它压到胶冻里面去）。
3.不久，你就会看到，白色的硝酸铅固体与胶冻内的碘化钾反应产生黄色的碘化铅，它既非一般的沉淀，也不是闪闪发亮的结晶，而是以硝酸铅晶体为中心，形成了许多同心的圆环。
这一奇异的化学反应就好像往水面上扔下一块石子以后，水面上就产生了以石子为中心的无数个往外扩散的水波，所以称这一现象为“化学水波”。
做好本实验的关键在于胶冻内所含的琼脂的量要合适。琼脂的含量太多，硝酸铅在胶冻内就会扩散得太慢，形成的环太密；如果琼脂含量太少，又使硝酸铅扩散得太快，生成的环有点模糊。由于本实验中所用的琼脂只有0.1克，不易称准，如果试验效果不太理想，可适当增减琼脂的用量，以便把实验做好。
硝酸纤维素的制取实验
硝酸纤维素这一名称你可能不熟悉，但它其实早已经在身边很久了，比如大家玩的乒乓球、玩具、眼镜架，以至我们写字时垫在练习本下面的塑料板，都是硝酸纤维素做的。
其实，硝酸纤维素的制法很简单，下面的实验就向你说明。
实验材料和用具：棉花、硝酸和硫酸
实验步骤：
1.在烧杯中加20毫升浓硝酸，再慢慢地加入10毫升浓硫酸（注意，不能反过来将浓硝酸加到浓硫酸中去，这样做，与把水加到浓硫酸中是一样的，容易发生危险）。把两种酸混合均匀后，冷至室温，将1克剪得很碎的脱脂棉（医用脱脂棉即可）加到混合酸中，记下时间。用玻璃棒不断地搅拌溶液并捣碎脱脂棉，使其完全浸透酸溶液，促使反应充分进行。
2.反应3分钟以后（注意，不要超过3分钟），用玻璃棒将硝酸纤维素从混合酸中取出，放在一只盛水的大玻璃瓶或烧杯中，不断地用自来水冲洗（洗时不要把硝酸纤维素也冲走）。
3.大约冲洗10分钟以后，吸附在硝酸纤维素上的酸液已经洗掉，就可以把硝酸纤维素取出来，放在滤纸上，尽可能地将它们摊成一薄层，让它们在空气中干燥。第二天就可以得到干燥的硝酸纤维素。
脱脂棉与硝酸和硫酸的混合物发生了什么反应呢？大家都知道，棉花是由植物性纤维组成的，而棉纤维则是由众多葡萄糖单元构成的纤维素分子组成的。每一个葡萄糖单元有三个羟基，它的分子式可用C6H7O2（OH）3表示，所以，纤维分子可用［C6H7（OH）3］n来表示。
当脱脂棉与浓硝酸和浓硫酸的混合溶液发生反应时，如果反应时间比较短，葡萄糖分子中的三个羟基只有两个被硝化，形成了纤维素的二硝酸酯，俗称硝酸纤维素：
［C6H7（OH）3］n+2nHNO3浓硫酸［C6H7O2（OH）（ONO2）2］n+2nH2O
如果反应时间比较长，则葡萄糖分子中的第三个羟基能被硝化，但是一般来说，这一步比较困难一些：
［C6H7（OH）3］n+3nHNO3浓硫酸
［C6H7O2（OH）（ONO2）2］n+3nH2O
硝酸纤维素可以溶解在乙醚和乙醇的混合溶液（2体积乙醚与1体积无水乙醇混合而成）中，所得的溶液称为火棉胶；棉纤维则不能溶解在乙醚和乙醇中。你自己可以配点混合溶液，试试两者的溶解性。
无火加温
一提起热，往往就使人们想到火焰。但在下面的实验中，温度就不是从火焰中获得的。
实验材料和用具：氢氧化钾、小试管、温度计
实验步骤：取一支小试管，注入5毫升室温水，放入一支实验用温度计。取一个酒杯，放入10克氢氧化钾，再倒入10毫升清水，然后把盛室温水的小试管放入酒杯中，温度计的水银柱就会很快地上涨。水温可以增加十几摄氏度。
10克氢氧化钾和10毫升水混合后，怎么就能使水温升高呢？原来氢氧化钾晶体溶于水时，它的固态分子机械地扩散到水里面以后，立刻和水分子发生水合作用。而这个化学过程是放热的，所以使整个溶液的温度升高了。在热的传导作用下，小试管里的水温也就升高了。
应该指出，并不是所有的固体物质溶解都放热，如硝酸铵、氯化铵等溶解在水中就是吸收热量的，能使水温降低。固体物质溶解是一个较复杂的过程，往往是吸热和放热两种反应都有。物质的溶解是个物质过程，物质的分子或离子向溶剂里扩散的运动是需要吸收热量的；但紧接着这个物理过程，就发生另一个过程，形成水合分子或水合离子的过程，这个过程叫化学过程，在这个过程中往往是放热的。那么，固体在溶解时到底是能使水温升高还是降低呢？这就要由固体在溶解过程中，是物理过程为主，还是化学过程为主来决定了。在上面这个实验中，氢氧化钾在溶解时，化学过程产生的热量大于物理过程吸收的热量，所以，能使水温升高；如硝酸铵等溶解时物理过程所吸收的热量大于化学过程所放出的热量，就使水的温度降低了。
一个简单的制氨方法
这是一个不用化学药品来制取氨的方法。
取少量刷子上的毛（也可以用头发），把它们剪碎加到试管中。把试管放在酒精灯火焰上加热，毛发会很快地分解，检验管内放出的气体，红色试纸就会变蓝，说明管内产生的气体具有碱性，它就是氨。
这个实验的原理是毛发中都含有蛋白质，而蛋白质则是由氨基酸组成的，氨基酸同时含有氨基（—NH2）和羧基（—COOH），它加热后就会分解产生氨。
烧不坏的布
在物理小实验部分，我们认识到卫生球能够升华。现在我们来做另外一个实验，看看它的另外一个性质。
实验材料和用具：棉布、卫生球