“安徽省高中研究性学习优秀案例”申报表

安徽省教育科学研究所制　　　　　　

研究性学习活动计划与成果记录表

附录一：

黄蜡石化学成分研究过程

采集样品

我们采集样品的地点选在张家埂浦溪河的一个河滩边，浦溪河是黄山蜡石的主要产区。五月一日，我们6名小组成员和指导老师崔老师一起带上花甲（一种锄头）等工具踦着自行车出发去了那儿。浦溪河中有一些石农正在挖蜡石。也许是见多不怪吧，对我们的到来他们一点都不觉得惊讶。河滩上早已被挖的坑坑洼洼，随意地丢弃着一些不成形的蜡石，三三五五的聚集在沙土里，石农们已经转入在水中寻石了。我们很纳闷，为什么石农们不用触摸就能分辨出蜡石与其他石头呢？于是崔老师走过去与当地的一位农人聊了起来，他告诉我们，锄头敲在黄蜡石上与敲在其他石头的声音是不一样的，说敲在黄蜡石上声音是很清脆的，没有拖音，而敲在其他石头上就会有或长或短的拖音，然后还给我们做了示范。我们在河滩边的石头上做了多次尝试和体会，然后也加入到他们的采石行列，大家饶有兴致地轮流用花甲在水中搜寻着。很可惜，大家如此忙活了半天，却连一块好的蜡石也没找到。石农采石之艰难也就不言而喻了，他们很可能一连几天都一无所获。

为了不至于空手而返，我们采集了一些较普遍的石农丢弃三种蜡石——白蜡石、黄蜡石和红蜡石作为实验的样品（红蜡石和白蜡石作为对比实验之用）。

以后，我们又三五个一起多次到浦溪河中寻石，终于收获到一些较好的蜡石，我们还赠给班上每个同学一块小蜡石呢。

实验组织      

我们六个同学分成三组，通过查资料，设计出了几种方案，经过讨论和崔老师的指导，我们决定选用其中一些好的方案进行实验。

实验准备工作由陈杰老师完成，对一些没有条件做的实验做了修改和替换。陈老师还提出用氢氧化钠熔融蜡石样品，再用浸取液进行实验的方案。

实验定于五月十二日开绐进行，小组6名成员分为三组，分别研究黄蜡石，红蜡石和白蜡石。

实验分析

　实验目的

研究蜡石的化学成分

　实验用品

试管，酒精灯，酒精喷灯，铁架台，坩埚，烧杯，漏斗，滤纸，研钵，锤子，铂丝，蓝色钴玻璃

黄蜡石，红蜡石，白蜡石样品各一份，浓HCl，NaOH，HNO₃，K₃Fe（CN）₆，K₄Fe（CN）₆，KSCN，（Na₂S）

　实验步骤

1．    用研钵和锤子粉碎蜡石样品至粉末状；

2．    分别用浓HCl，NaOH和HNO₃溶解1所得蜡石粉末，静置，取上层清液；

3．    将NaOH（固体）和蜡石样品置于铁钳锅中，用酒精喷灯加热熔融，冷却后加蒸馏水浸泡，过滤，取上层清液；

4．    在浓HCl浸取液中加入NaOH，先有沉淀后消失；结合蜡石蜡质滑腻手感初步判断样品中存在Al³⁺；

5．    在NaOH浸取液中加入浓HCl，先无现象，静置，出现白色胶状沉淀，继续加HCl，沉淀不溶解；

6．    在NaOH熔融制得的溶液中加入HCl，立即出现白色沉淀，继续加HCl，沉淀不溶解；说明样品中含有SiO₂；

7．    在浓HCl和HNO₃浸取液中加入KSCN，均生成血红色物质，加入K₄Fe(CN)₆，HNO₃浸取液中显墨绿色，浓HCl浸取液中显深蓝色，说明样品中存在Fe³⁺；

8．    在浓HCl浸取液中加入K₃Fe(CN)₆，无现象，说明样品中不存在Fe²⁺；

9．    用铂丝将蜡石样品放在酒精喷灯上灼烧，先直接观察，再透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色，均没有观察到明显焰色，说明样品不含钠、钾等元素。

实验误差分析及注释

1．   在实验过程中应注意标好标签，防止溶液弄混淆；

2．    在3中坩埚只能用铁坩埚，不能用瓷坩埚，因为陶瓷中含有SiO₂，便无法检验样品中是否存在SiO₂；

3．    为检验在7中检验出的铁元素是出自蜡石本身还是盐酸，我们做了对比实验，取盐酸试液少许，加入KSCN，无红色物质生成，说明原盐酸中不含铁元素，即蜡石样品中存在Fe³⁺；

4．    在7中HNO₃浸取液在加K₄Fe（CN）₆后显墨绿色，可能是发生了氧化还原反应导致颜色变化，在本实验中不予研究；

5．   8中用K₃Fe（CN）₆检验Fe²⁺时不能用HNO₃浸取液，因为HNO₃有强氧化性，可将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；

6．   在本实验中检验Al³⁺时由于实验室中没有铝试剂，是利用Al为两性这一特征来检验的，不够精确；

7．      在红蜡石样品的实验中，在步骤4中我们还发现有一些不溶性沉淀，我们又作了一些补充实验：将3所得悬浊液过滤，取上层清液，加入Na₂S，出现灰黑色沉淀和有臭鸡蛋气味气体（即H₂S）生成，由于条件的限制和化学知识的不足，我们没有对沉淀作更深入的探讨。

实验结论

通过实验得知蜡石中主要含有SiO₂，Fe³⁺，Al³⁺等成分，黄蜡石表面的黄褐色光泽可能是因为含有Fe³⁺（水溶液显黄色）造成的（以褐铁矿即Fe₂O₃的形式存在），还可能与地质作用的低温有关，而滑腻的手感可能是由于含有Al³⁺造成的（以Al₂O₃的形式存在）。

本实验用了三种蜡石进行对比实验，经分析，在实验步骤4中红蜡石血红色最深，含铁量最高，这可能也是该蜡石呈现红色的主要原因；黄蜡石血红色较深，含有较多量的铁，各组分含量中等；白蜡石最纯净，所含杂质铁、铝等离子最少，含有较多量的SiO₂，是较纯净的石英矿。

由于受实验设备等条件的局限，我们只能在简单的实验的基础上做一些粗略的推断，不能得到更为精确的结果。经过上网等途径查找资料，说明我们实验的结果还是比较准确的，检验出了蜡石的一些最主要的成分，希望以后有机会做更深入的研究。
附录二：（论文）

黄山奇石――蜡石

安徽黄山是著名的世界文化遗产，有“奇松、怪石、云海、温泉”等黄山四绝。自古名山多奇石，但很多人都只知道黄山四绝之一的怪石，而了解黄山脚下的奇石――蜡石的人却不多。

俗话说：丰年美玉荒年谷。黄山区虽地处偏隅，但近年来随着人们生活水平和收入的提高，采石、展石、藏石、赏石之风也悄然兴起。一方色质俱佳，纹理天然，造形奇特的黄蜡石，价格尽达数万元之多。蜡石店开了多家，许多农民、司机、退休人员都加入了采石的行列。也有些在单位工作的人，下班之余，走进河间、地头，不辞辛劳为的只是寻找一方奇异的蜡石。

一．关于灵壁石和蜡石

 “灵壁一石天下奇，声如青铜色如玉”，这是宋代诗人方岩对灵壁石发出的由衷赞叹。灵壁石，又称磬石，产于安徽省灵壁县磬石山北麓平畴间。灵壁石开发极早，早在《尚书·禹贡》中，就有徐州上贡“泗滨浮磬”的记录。灵壁石为世人瞩目，已有三四千年的历史。

灵壁石有大有小，大者，高广达数仗，置于园林庭院，有立石为山之感；中者可作小丘蹬道、河溪步石、草坪散石点缀等；小者最多，主要作为斋室厅馆的清供，亦可装点盆景。

灵壁石的肌肤往往潺岩嶙峋、沟壑纵横，粗犷雄浑、气韵苍古，似乎历尽沧桑，给观赏者一种凝重感。也有的灵壁石肌肤圆润细腻，滑如凝脂，入手使人畅心怡怀，把玩摩挲，火气消尽，愈久愈佳，温润尔雅，韵味十足。

灵壁石石色以黑、褐黄、灰为主，也有白色、暗红、五彩诸色。灵壁石的硬度在6-7度之间，最符合供石的条件。

灵壁石的音质堪称独步，无论是用小棒轻击，还是仅用手指微扣，都可以发出优美声音，且余韵悠长，所以灵壁石之音有“玉振金声”之美称。

与盛名久负，在供石家族中占据显赫地位的灵壁石相比，蜡石的发现和开发只有几百年历史，一般蜡石有些什么性质特征呢？

蜡石的主要特征为蜡质感强，因此而显出的为油脂或树脂光泽，上品蜡石是呈玉脂光泽，既浮于表又敛于内，细腻温润且坚韧的。

从质地方面看，蜡石具有硬、韧、细、腻、温、润等诸多特性。它们绝对没有令人生畏的野气，有的只是溢于表而纳于心的温和与灵气。蜡石把玩愈久，温润之感愈强，光彩和色泽也愈迷人，如同盘玉一样。

从色彩方面看，真正的好蜡石完全可以和雨花石不相上下。有的红的便有如鸡血，浅的则如枫如云；有的绿便似翡翠，浅的又似藻似水；白则有如白玉；黄则很象田黄……变化纷繁，深浅不一。有图形的则似泼墨山水、花鸟鱼虫，观之有如图画，意境悠远，妙趣横生，形美且色佳。

从形态方面看，蜡石虽是以敦厚浑实者居多，却颇能给人稳重自然之感。有的有蜂巢形的，视之有峰峦叠起、悬崖峭壁、参差不齐却错落有致；也有呈珠状的，白则如千年珍珠般晶莹光滑，黄又似熟透枇杷般油亮浑圆。

黄山蜡石是近几年才被发现和开发的，是蜡石中的奇萉，那么黄山蜡石又有何称奇之处呢？

二．黄山蜡石之四奇

黄山蜡石一奇――丰富的色彩。黄山蜡石有白蜡、黄蜡、红蜡、乌蜡、彩蜡等多种颜色品种。而白蜡中又分鱼肚白、羊脂白、鸡骨白等；黄蜡中有金黄、蛋黄、枇杷黄、桔黄、象牙黄等；红蜡中有朱红、玫瑰红、猪肝红、牛血红等；乌蜡如墨、彩蜡如虹，千变万化、永不重复。丰富的色彩，不仅能带给我们赏心悦目的视觉上的亨受，其象征意义更是蜡石收藏家追求的境界。人们以红蜡象征喜庆临门，白蜡象征洒脱秀逸，乌蜡象征稳重大度，黄蜡象征富贵满堂，彩蜡象征如意吉祥。一方方色彩各异的蜡石，幻化为一个个人类追求美好生活的象征。

黄山蜡石二奇――奇特的造型。黄山蜡石的造型非常多，有石笋、石屏、石砫（如附图一：擎天柱，收藏者：汪克东）、石峰，还有似禽（如附图二：猫头鹰，收藏者：汪克东）、似兽（如附图三：海狮，收藏者：崔剑明）、似瓜果（如附图四：红高梁，在华地杯奇石展中被评为一等奖，收藏者：丁跃进）、似人物的，千奇百怪。天公造物，以拙胜巧。

黄山蜡石三奇――奇异的石肌。有的蜡石表面光洁圆润宛如少女的肌肤，正散发着缕缕暗香；有的是由一些直线、折线、弧线等构成的各种妙趣横生、耐人寻味的图案；有的是由披麻皴、马牙皴、荷叶皴和雨点皴等褶皱构成的奇特画面；有的蜡石不需涂脂抹油就有一种纯天然的釉质。这些大自然留下的印迹无不透射出无尽的神秘，那些惟妙惟肖，匪夷所思的图案，仿佛正向人们述说着它简单而不平凡的一生。黄山蜡石，天生岩穴蜂峦，置之于室，能使人有卧游天下之感。

?       美石欣赏——中国国际石文化节金奖作品

Ø      霞光普照：这是块颜色较深的黄蜡石：从正面看过去，呈不规则的四边形，蜡石边面横布着深深浅浅的纹理，使蜡石看上去更有层次感，像苍翠的群山重叠在一起，很多纹理旁点缀着一些石英石，白色的，亮晶晶的，反射着七彩的光线，让人联想到傍晚时分血红色的夕阳洒满大地，远处的重峦叠嶂被这如血的晚霞染成了深黄色，山中的潺潺的溪流沿陡峭的石壁缓缓的流淌，若隐若现。
      这块蜡石就叫做霞光普照，霞光普照也是这块石头的最好写照。

Ø      群龙聚会：这块蜡石颜色分布不均匀。最上面的呈淡淡的乳黄色，越往下，颜色越深，到了最下面竟成了血红色，蜡石的右下角甚至呈现亮闪闪的黑色。
      这块蜡石的名字叫做“群龙聚会”。
      这块蜡石，乍一看，似乎看不出什么特别：蜡石整体呈不规则的锥形，横卧于桌布之上，表面由于长期受到河水的侵蚀作用而变得“千沟万壑”，那些天然的雕刻显得杂乱而毫无规律。
      但仔细品位，那些简单的斑点、纹理串联在一起，不正是好几条龙相互交织，缠绕在一起吗？它们有的伸着懒腰，有的张牙舞爪的，还有大龙抱着小龙的……它们形态各异，姿态万千，沿不同的方向伸展着，显出勃勃生机。
      好一个“群龙聚会” ！

注：“霞光普照” ，“群龙聚会”均获中国昌乐国际石文化节金奖。                     收藏者：崔剑明，黄山区著名石头收藏家，家中收藏大量上等蜡石和其他精美石头。在中国昌乐国际石文化节上，他所藏石头获得2个金奖，1个银奖，3个铜奖的好成绩；所藏石头多块石头收录到《中国石文化》第一期中，本人也担任《中国石文化》第一期编委。

黄山蜡石四奇――如玉的石质。黄山蜡石有玉石般的硬度、玉石般的种质和玉石般的感觉。冻蜡：石质润泽如凝脂，精光内蕴。冰蜡：如冰块通透，手感清凉。胶蜡：质若膏胶，微透光，摩挲生泽。（如附图六：无题。）

附图六：无题，收藏者：汪克东

黄山蜡石为什么有这些奇特的性质呢？我们决定对蜡石的成分及成因进行进一步的研究。

三．蜡石成分及成因

从地质学上分析，蜡石是由火成岩侵入体周围或低温熔岩流附近的石英砂岩、石英细砂岩、石英粉砂岩等及其伴生矿物发生多次热变质作用而生成的变质岩。当温度足够高时，这些矿物被熔化后彼此间发生化学变化（如制造玻璃的反应），生成新的岩石，加上巨大的地压，从而形成蜡石特有的质感。

蜡石的主要成分是二氧化硅的结晶体，其它矿物则嵌入基质中，蜡石因所含杂质的种类和含量的不同而呈现出多种颜色。也有些蜡石的颜色是因为埋在地下，长期受到温泉的矿液所染，或承受地热所蒸，将相邻的物色渗入石中而形成的。黄蜡石、乌蜡石含有锰、铅成分；红蜡石含铁成分；白蜡石是未经酸性泥、水渗染的，纯度较高的蜡石；彩蜡含有多种矿物成分。蜡石的产地不同，颜色不同，石肌与石质等的化学成分都有所区别。

蜡石长期在露天中受到冷缩热胀、风吹雨打和水流冲击，发生风化和溶蚀，表皮较软部分自然剥脱从而形成各种褶皱和纹理。

可以说，蜡石的纹理和奇形是大自然的鬼斧神工。

四．黄山蜡石的现状及前景

《论语》有云“仁者乐山，智者乐水，仁智兼者乐石”。

蜡石的那种“清水出芙蓉，天然去雕饰”的自然美，实在让人叹为观止。现在黄山蜡石主要用于摆设厅堂书斋供人观赏，或充作几席之玩；也有的用于建筑园林铺设“黄金之谷”的或用于盆景的装饰等。

现在人们戴玉已经十分普遍，而蜡石在硬度、质地、光泽、溶解性等方面都与玉石相似，有的方面甚至还稍胜一筹。上等的玉石，精光内蕴，鲜明润泽，质地通灵纯净，视之令人心荡。同样，上等的蜡石，是温润脂滑，冰凝色鲜，沉聚肌理，宝光醇厚，颇有情趣，凝神静虑，同样乐在其中。所以，就目前来看，黄山蜡石作为一种资源还没有得到很好的利用。玉不琢不成器，黄山蜡石也是这样，可以将那些不成型的蜡石，经过加工制成各种小工艺品。希望在不久的将来，蜡石工艺品能成为黄山旅游工艺品中的奇萉，成为人们了解黄山的友好使者，走遍全世界。

这也正如我们黄山的莘莘学子，只有在社会的关注，父母的爱心和老师的循循善诱下才能成为对人类、对国家有用的栋梁之才。目前，国家已提出了在中学实施素质教育和创新教育，开展研究性学习的教育理念，我们真诚希望，我们的教育不要再走应试教育的老路，多让我们自已去钻研，去探索，成为会学习、会生活，有激情、有能力的一代新人。

黄山蜡石的资源也是有限的。据石农和石商说，经过几年的挖采，现在好的蜡石已经不容易得到。大量开采也使美丽清澈的浦溪河面貌憔悴。我们呼吁，能否由政府组织进行有序、有节制的开采，保护蜡石、保护好这黄山脚下的奇石。