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指導老師 朱鴻舜老師

15th幹部名單
社長 211 許皓鈞
副社長 215 潘維昱
副社長 213 陳怡承
總務 216 吳承憲



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  • Mar 04 Tue 2008 05:25

  • 3/7

示範主題：速成鐘乳石---過飽和醋酸鈉溶液的結晶

簡介

澄清的過飽和醋酸鈉溶液滴在醋酸鈉晶體上，迅速地產生大量結晶並放出熱量。若滴在同一個位置上，則醋酸鈉結晶會向上生長形成醋酸鈉鐘乳石。

示範步驟

1. 準備過飽和醋酸鈉溶液（配製步驟如下所示 ），並且準備妥器材，如圖一所示。
1. 用玻棒沾少許的醋酸鈉晶體在玻璃片上，如圖二所示。
2. 緩慢地滴加過飽和醋酸鈉溶液在醋酸鈉的晶體上，如圖三～十所示。
3. 滴加的過程形成類似鐘乳石的醋酸鈉結晶，如圖三～十所示。
圖一  中間燒杯內含過飽和醋酸鈉溶液 圖二  沾少許的醋酸鈉晶體在玻璃片上
圖三   滴過飽和溶液在醋酸鈉的晶體上 圖四   緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上
圖五   緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上 圖六   緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上
圖七  緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上 圖八  緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上
圖九  緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上 圖十  緩慢地滴在醋酸鈉的結晶晶體上

溶液和器材

1. 過飽和醋酸鈉溶液：在錐形瓶中置入 50 g 的 CH3COONa•3H2O（sodium acetate, trihydrate）和 5 mL 的水 ，攪拌並加熱直到所有的醋酸鈉晶體全部溶解，然後靜置於室溫下冷卻。
2. 玻璃片一片。
3. 玻棒一支。
4. 本生燈或加熱板一個。

原理和概念

1. 在物理化學裡，飽和溶液是一種物質不能夠再溶解更多物質的溶液而且加入額外量的物質將呈現沈澱。若溶液中有雜質存在，則造成溶液為不飽和而且能夠溶解更多的物質，此種溶液變成過飽和溶。過飽和溶液較飽和溶液有更多的溶質溶解在溶劑中，這種狀態屬於介穩態 。若加入一些固體的晶體或晃動使其產生微小的結晶，則此狀態會失去平衡，過多的溶質會結晶出來，並且放出熱量。緩慢地滴加過飽和醋酸鈉溶液在醋酸鈉的晶體上， 會形成類似鐘乳石的醋酸鈉結晶。

教學提示

1. 製備醋酸鈉過飽和溶液時，須充分加熱攪拌直到呈現透明澄清液為止，再經冷卻得到醋酸鈉過飽和溶液 。冷卻時可以用鋁箔包杯口或用表玻璃蓋住杯口，避免因溫度突然下降而產生結晶。
2. 在滴加過飽和醋酸鈉溶液在晶體上時，必須慢慢地滴加，使液滴有足夠時間凝固。鐘乳石狀的結晶愈長愈容易斷掉。
3. 示範過的醋酸鈉晶體可重複使用，但不容易回復到完全澄清的狀態。
4. 在滴加過飽和醋酸鈉溶液時要特別小心，杯口不能接觸到晶體，否則整個燒杯的溶液會迅速地結成晶體。

問題和參考答案

1. 從這實驗中觀察到什麼現象？
答: 過飽和醋酸鈉溶液產生白色結晶，而且放出大量的熱，觸摸表玻璃底部可感受到其為放熱反應。
2.  這個反應為何種反應？
答: 此實驗應包括物理變化和化學變化。溶解前後的物質不相同，應視為化學反應，可見溶解的過程同時包含物理及化學變化。同理，結晶的形成應與溶解相似，其過程應同時包含物理及化學變化，且整個反應是屬於放熱反應。

參考資料

1. Crystallization of Supersaturated Sodium Acetate, Chemistry Comes Alive, Division of Chemical Education, Inc., American Chemical Society (Accessed on 2007/12/16).
2. Crystallization from Supersaturated Solutions of Sodium Acetate, DEMONSTRATION LAB, Chemistry Department, University of Wisconsin-Madison (Accessed on 2007/12/16)..
3. http://chemed.chem.purdue.edu/demos/moviesheets/15.2.html  (Accessed on 2007/12/16).

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學
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銀氨溶液銀的溶度40g以下一升，還原溫度50度左右，還原出來的銀沒有金屬光澤。怎樣才能還原出帶光澤的銀粉（銀氨溶液）。

 

取一潔淨試管加入新配製的銀氨溶液，放在水浴燒杯中，溫度在50度以下，再加幾滴乙醛溶液或葡萄糖溶液，在3-5分針內可以看致力光亮的銀鏡鍍在試管內壁上了

 

========

 

制取銀氨溶液時，應注意什麼

 

1、 做銀鏡反應的試管一定要潔淨，試管內壁不能有油污，否則很難形成銀鏡。去油污的方法，可在試管裡先加少量的氫氧化鈉溶液煮沸，棄去鹼液，再用清水、蒸餾水沖洗乾淨。

 

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11/2社團講義(氧化還原篇)

實驗一 銀鏡之生成

一、簡介：利用葡萄糖或乙醛 (亦可用福馬林(37%甲醛水溶液)，具刺激性)將硝酸銀的銀離子還原成金屬銀原子，形成銀鏡。

 

二、實驗步驟：

1. 先以試管刷洗去試管內的一些雜質污垢。

2. 以16 M濃硝酸10ml清洗試管內壁，再用蒸餾水清洗。

3. 以濃氫氧化鈉(5 g溶於10 ml)清洗試管內壁，再以蒸餾水徹底潤濕試管內。

   (以上3步驟是為了去除試管壁的油脂，若器壁有油脂則銀境難以生成)。

4. 取1.7 g硝酸銀 (AgNO3) 溶解於蒸餾水成為 10 mL，緩慢滴入濃氨水，初期將產生(Ag(OH)或Ag2O)褐色沈澱。繼續滴入濃氨水，至沈澱完全溶解時停止，氨水不可過量加入。

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示範主題：點銅成銀和點銅成金

簡介

古代方術之士有一招點石成金的招術，將銅幣（銅片）放入鋅粉和氫氧化鈉溶液中加熱，可以將銅幣（銅片）變成銀幣（銀片），在置於火中加熱會變成金光閃閃的金幣（金片），如魔術師般地點銅成銀和點銅成金。

示範步驟

1. 在蒸發皿內加入5g的鋅粉和氫氧化鈉溶液（氫氧化鈉溶液的量可完全覆蓋鋅粉即可，約蒸發皿的三分之一滿），如圖一所示。
2. 加熱溶液直到接近沸騰為止 。
3. 放入銅幣（本實驗以銅片取代），繼續加熱3~4分鐘。
4. 取出銅幣，再用滴管取水沖洗之，銅幣（銅片）變成銀幣（銀片） 。
5. 用紙巾擦乾，但切勿搓磨硬幣的表面 。
6. 將此硬幣（銀幣或銀片）置於酒精燈的火焰上烘烤，此硬幣表面變成金光閃閃的金幣（金片），如圖二所示。
1.jpg (12001 bytes) 87.jpg (10651 bytes)

圖一

圖二

溶液和器材

1. 6M氫氧化鈉溶液︰取60g的氫氧化鈉固體溶解於250mL水中。
2. 蒸發皿一個。
3. 酒精燈一座。
4. 三腳架一支。
5. 石綿心網一張。
6. 5g鋅粉。
7. 銅幣數枚（可用銅片代替銅片，銅幣或銅片應先用衛生紙擦拭乾淨）。

原理和概念

1. 本實驗係利用合金的不同比率造成顏色的不同來加深學生的印象，此外亦可用於固體與固體間的反應，氧化還原反應，冶金反應等方面之教材。
2. 本示範實驗所涉及的化學反應式為:
（1）NaOH(aq)  +  Zn(s) → Na2ZnO2(aq)  +  H2(g)
（2）Zn2+(aq) + Cu(s) →Cu2+ +Zn(s)
（3）Zn(s)  +Cu(s) →黃銅/鋅銅合金
反應式(1)，氫氧化鈉與鋅產生新的化合物 。
反應式(2)，鋅離子被還原成金屬鋅而後附於銅幣（銅片）表面，本反應式一定要加熱才會發生，由非自發反應變成自發性反應，此時銅幣（銅片）表面的顏色為銀色，很像銀幣（銀片）。
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社長祝大家
段考順利~

大家段考要好好加油囉!!!



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示範主題：引火自焚的肥皂！

簡介

利用硬脂酸與氫氧化鈉反應，產生肥皂，由於所使用的溶劑為藥用酒精，所製造的肥皂中含有藥用酒精，因此肥皂可引火燃燒。

示範步驟

1. 在一個燒杯中加入 50 mL 的藥用酒精 ，再加入 5 g 的硬脂酸。
2. 在另一個燒杯中加入 50 mL 的藥用酒精 ，再加入 4 g 的氫氧化鈉。
3. 將兩燒杯置於電熱板上加熱，並攪拌均勻直到硬脂酸與氫氧化鈉分別完全溶解於藥用酒精為止，如圖一所示。
4. 慢慢地將硬脂酸溶液倒入氫氧化鈉溶液中。
5. 待其冷卻，倒出燒杯中剩餘的溶液，並用水沖洗冷卻後的肥皂，如圖二所示。
6. 將沖洗後的肥皂至於一塊金屬擋風板上或金屬盤上，利用火柴棒點火，發現肥皂引火燃燒囉！如圖三所示。

圖一 右邊為硬脂酸溶液
左邊為氫氧化鈉溶液

 圖二 圖三

溶液和器材

1. 硬脂酸 (C17H35COOH, Stearic Acid) 5 g。
2. 氫氧化鈉 (NaOH, Sodium Hydroxide) 4 g。
3. 藥用酒精 (即 95% C2H5OH, Ethanol) 100 mL。
4. 兩個250 mL的燒杯。
5. 電熱板一個。
6. 溫度計一支。
7. 火柴棒一盒或打火機一個。
8. 玻璃棒兩支。

原理和概念

1. 硬脂酸與氫氧化鈉反應為皂化過程，其反應式如下：
C17H35COOH + NaOH  → C17H35COONa + H2O
2. 以藥用酒精取代水作為溶劑，在製造過程中可以將藥用酒精包在脂肪酸鈉中，由於藥用酒精易燃，所以使肥皂引火燃燒。

教學提示

1. 硬脂酸不溶於水，微溶於酒精中，加熱可使硬脂酸的溶解效果更好。但加熱的溫度以不超過 70 °C 為限，因為硬脂酸的熔點為 70 °C。
2. NaOH 不易溶於藥用酒精中，所以需加熱一段時間，並攪拌使其溶解。
3. 為了震撼效果，可將產生的肥皂全部點火燃燒，如此可引起學生的注意，但要非常小心其危險性的存在。

問題和參考答案

1. 這與國中課程中的皂化方法有何不同?
答: 國中課程所用的方法為：椰子油 + NaOH  → 肥皂 + 甘油，在反應過程中所用的溶劑為水，加少許的酒精只是為了讓椰子油易溶於氫氧化鈉溶液中，使反應更完全而已，待加熱後，少許的酒精已揮發，無法達到將酒精包在肥皂中而使酒精燃燒的效果。
2.  本實驗所用的脂肪酸為飽和脂肪酸，何謂飽和脂肪酸?
答: 飽和脂肪酸意指符合CnH2n+1COOH的高碳數羧酸，在碳鍵間不含雙鍵、環狀的酸。
3. 肥皂中包含有藥用酒精，使其燃燒，這與一般我們所見的固態酒精有何不同?
答: 所謂的固體酒精是在酒精中加入少量的醋酸鈣飽和溶液，再迅速地用兩個燒杯來回的倒來倒去，過一陣子，液體便會越來越黏最後變成果凍狀，即是固體酒精。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, pp 111-112, Washington, D.C.,American Chemical Society.
2. 林麗霞， 十萬個為什麼(II) ， 國際少年出版社 ，台北市 ，1991 ， 頁 124-132。
3. 蘇賢錫，姜宏哲 ，兒童科學金庫 ，好兄弟出版社 ， 台北市 ， 1986， 頁 418。

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學

安全

 ● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 ● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

示範實驗－冰塊點煙火

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示範主題："鎂鎂"真漂亮---鎂在二氧化碳中燃燒

簡介

燃燒中的鎂帶放在一個含有二氧化碳的瓶中，會產生更強的火花和黑色的斑點。

示範步驟

1. 在錐形瓶中收集二氧化碳(本實驗以小蘇打粉及醋酸反應製備二氧化碳)，如圖一至圖三所示。
2. 以坩鍋鉗夾一片 5 ㎝ 長的鎂帶，一端點燃後迅速放入錐形瓶中，避免直視，如圖四所示。
3. 持續夾著鎂帶直到反應結束，觀察錐形瓶內的物質顏色，如圖五和圖八所示。
圖一 圖二
圖三 圖四
圖五 圖六
圖七 圖八

 溶液和器材

1. 鎂帶數片(約 5 ㎝ 長)。
2. 燒杯一個。
3. 坩鍋鉗一支。
4. 小蘇打粉少許。
5. 醋酸若干 mL。

原理和概念

鎂帶加熱燃燒和二氧化碳反應，生成白色的氧化鎂，如圖八所示，和黑色的碳，如圖五至圖六上的黑點所示，其反應式如下：
2Mg(s) ﹢CO2(g) → 2MgO(s) ﹢C(s)

教學提示

1. 二氧化碳可以用碳酸氫鈉及醋酸來製造。
2. 燃燒中的鎂帶不要接觸到錐形瓶，不然錐形瓶會破裂。
3. 不要直視鎂帶燃燒時產生的強光，如圖七所示。
4. 如果有乾冰，可以像表演魔術一樣。

問題和參考答案

1. 討論一下，在這些實驗過程中，涉及那些種類的能量?
答： 化學能、光能和熱能。
2. 寫出氧化還原的半反應式。
答： 還原反應：CO2(g) → C(s)
氧化反應：2Mg(s) → 2MgO(s)
3. 試述在這個反應中鍵的打破與形成。
答： O=C=O → C + O- O
Mg-Mg + O- O →2  Mg- O
4. 反應過程中，白色煙霧是什麼；瓶內壁的黑點又是什麼?
答： 白色煙霧狀的為氧化鎂，如圖八所示；黑點的為碳，如圖五 、圖六所示。

參考資料

1.  Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, p 58, Washington, D.C., American Chemical Society.
2. Ebbing, Darrell D. and Wrighton, Mark S., General Chemistry, Third Edition, Houghton Mifflin Company, Boston, 1990.

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學

安全

 ● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 ● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

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示範主題：燒不毀的鈔票---降低酒精的燃燒溫度
簡介
鈔票浸潤 1:1 乙醇/水的混合溶液後，點火產生火焰，但燃燒結束後鈔票依舊完好如初。
示範步驟
1. 取三個 250 mL 燒杯依序裝入 50 mL 的水、50 mL 的乙醇以及各 25 mL 的乙醇加水混合液。
2. 在各杯的液體中加入少量的 NaCl 並且攪拌之。
3. 用坩堝夾分別夾住一張紙，浸潤上述的液體，點火並且觀察燃燒情形，如圖一所示。火焰熄滅後，觀察紙張燃燒情形，如圖二所示。
3. 以鈔票代替紙張浸潤乙醇加水的混合液，點火並且觀察燃燒情形，如圖三所示。火焰熄滅後，觀察紙張燃燒情形，如圖四所示。

圖一 沾混合溶液的紙張燃燒 中 圖二 火焰熄滅後紙張未燃燒
圖三 沾混合溶液的鈔票燃燒中 圖四 火焰熄滅後鈔票未燃燒
溶液和器材
1. 本生燈或打火機一個。
2. 坩堝一支。
3. 250 mL 燒杯三個。
4. 75 mL 藥用酒精 (95% ethanol, CH3CH2OH)
5. 少量的固體氯化鈉 (sodium chloride, NaCl)
原理和概念
1.

在第三杯的混合溶液中，燃燒的乙醇所產生的熱量使水蒸發成為水蒸氣，在此同時 部分的燃燒熱被帶走，此時的溫度約在 230℃ 左右， 在如此的低溫下未達紙張或鈔票的燃點，因此紙張或鈔票無法燃燒。
2.

加入少量的 NaCl 之目的為改變火焰的顏色，鈉離子使火焰的顏色呈現橙黃色。乙醇/水的混合溶液之火焰顏色為淡藍色 ，不易觀察。
教學提示
1. 在浸潤紙張或鈔票時應該確認整張都沾滿液體，否則部分未潤濕部分恐有燒毀之虞。
2.

可以加入不同種類的金屬離子而變換火焰的顏色。
3.

重複使用混合溶液時，若發現紙張或鈔票的邊沿有少部分的燒黑現象，則更新混合溶液後再進行以確保紙張或鈔票不會被燒掉。
4.

老師事先自備鈔票或示範時向學生借用，如此可以提高學生上課注意力並且增加師生之間的互動。
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實驗一 火山爆發

目的：利用重鉻酸銨的自身氧化還原反應，模擬火山爆發。

步驟：

1. 將約30公克的重鉻酸銨固體粉末，放入一個50毫升的燒杯中。

2. 在固體粉末上方，插入一條約七公分長的鎂帶(Mg)。

3. 將鎂帶點燃

說明：

1. 重酪酸銨在超過170℃的溫度以上，即會發生自身氧化還原反應。

2. 其中N原子由NH4+的(-3)價變為N2的(0)價，是為氧化反應，而Cr原子，由Cr2O72-的(+6)價，轉變成Cr2O3的(+3)價，是為還原反應。

3. 當氧化—還原反應發生於同一化合物時，稱為自身氧化還原反應。

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