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。 |
 |  |
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）。
反應式(3)必須加熱才能使鋅與銅能夠融化在一起，此很像銀幣（銀片）表面的合金比率改變，鋅比率變大，造成看起來像金幣（金片）。 |
| 3. | 黃銅的成分為60~82%的銅與18~40%的鋅。 |
教學提示
| 1. | 提醒同學注意觀察銅幣（銅片）表面之顏色變化，由紅銅色變為銀色再變為金黃色。 |
| 2. | 經過溶液浸煮之後的銅幣（銅片）不可用衛生紙用力擦拭，否則會把附著於表面的鋅擦掉了。 |
問題和參考答案
| 1. | 銅片的顏色之變化為何？ |
| 答: | 由紅棕色變銀色，再變為金黃色。 |
| 2. | 這是氧化還原反應嗎？ |
| 答: | 由原理和概念 3.中(1)和(2)反應式屬於是氧化還原反應，但(3)的反應式不是。 |
| 3. | 為何銅幣（銅片）變為銀色？ |
| 答: | 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）。 |
| 4. | 為何不能用力擦拭銀色的產物？ |
| 答: | 經過溶液浸煮之後的銅幣（銅片）不可用衛生紙用力擦拭，否則會把只是附著於表面的鋅擦掉了。 |
| 5. | 為何銅幣（銅片）由銀色變成金黃色？為何需要加熱才會變色？ |
| 答: | 反應式(3)必須加熱才能使鋅與銅能夠融化在一起，此很像銀幣（銀片）表面的合金比率改變，鋅比率變大，造成看起來像金幣（金片）。 |
| 6. | 銅的合金有哪些？ |
| 答: | 有青銅（銅錫合金），黃銅（銅鋅合金）和白銅（銅鎳合金）等。 |
參考資料
| 1. | Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd ed., 1988, Volume 1, p 137~138, Washington, D.C., American Chemical Society. |
| 2. | 國中二年級，理化，第二冊 ，頁30，國立編譯館，台北市。 |
適用程度
示範主題：銀鏡之生成---展現福馬林的還原力
簡介
| 利用福馬林之還原能力，將硝酸銀的銀離子還原成銀金屬，並附著於試管內壁上，看似為一銀金屬所鑄造的鏡子。 |
示範步驟（實驗中最好戴安全眼鏡）
| 1. | 以鋼絲絨刮除試管內的一些雜質污垢。 |
| 2. | 以濃硝酸清洗試管內壁。 |
| 3. | 以濃氫氧化鈉溶液清洗試管內壁。 |
| 4. | 以蒸餾水徹底潤濕試管內壁。 |
| 5. | 加入 4 mL 約 1 N 的硝酸銀溶液於該試管中，再加入 2 mL 的福馬林，並且稍微攪拌均勻。 |
| 6. | 將該試管小心地直接受熱於酒精燈的火焰上（需小心加熱勿讓反應過於激烈，當反應激烈時，應立即離開火源，或者利用水浴加熱數分鐘亦可。），如圖一所示。不久可看見漂亮的銀鏡，如圖二所示。 |
|  |
圖一 | 圖二 |
溶液和器材
| 1. | 1 N 硝酸銀水溶液：將 1.7 g 的硝酸銀 (AgNO3) 溶解於蒸餾水成為 10 mL溶液。 |
| 2. | 新鮮的 Formalin 溶液：即 37％ 甲醛 (HCOH) 水溶液。 |
| 3. | 鋼絲絨少許。 |
| 4. | 濃氫氧化鈉溶液：約 5 g 氫氧化鈉 (NaOH) 溶於 10 mL 的水中。 |
| 5. | 濃硝酸：即 16 M HNO3。 |
| 6. | 試管（或離心管）一根。 |
| 7. | 滴管數支。 |
| 8. | 蒸餾水若干。 |
| 9. | 小燒杯兩個。 |
原理和概念
| 1. | 氧化還原反應必定是相伴隨產生。
氧化半反應：2 H2O = 4 e- + 4 H+(aq) + O2(g)
2 H2CO(aq) + O2(g) = 2 HCOOH(aq)
還原半反應：4 e- + 4 Ag+(aq) = 4 Ag(s)
總反應：2 H2O + 2 H2CO(aq) + 4 Ag+(aq)= 4 Ag(s) + 2 HCOOH(aq) + 4 H+(aq) |
| 2. | 水與甲醛當還原劑反應生成氧氣和甲酸，而銀離子則當氧化劑，反應後生成銀金屬。 |
教學提示
| 1. | 利用鋼絲絨、濃硝酸及濃氫氧化鈉溶液將試管清洗的更乾淨，那麼銀鏡的生成會更容易。一般而言，銅鏡之生成更加需要乾淨的試管內壁。 |
| 2. | 為安全起見，步驟 6 請於抽風櫥內進行。 |
| 3. | 若於步驟 6 使用直接加熱的方式，則會比較快速觀察到銀鏡的生成。但當反應過於激烈時，氣體會迅速產生而造成反應的溶液會冒出來，所以要小心控制好。 |
| 4. | 反應之後的溶液不可久置，因為可能會產生不穩定的物質(AgN3)，相當容易引起爆炸，故反應之後應儘速倒入水槽內沖掉，以已附著上一層銀鏡的試管供大家觀察即可。 |
| 5. | 此生成銀鏡的試管內壁是相當容易清除的，以試管刷用水溶清潔劑即可清除乾淨。 |
問題和參考答案
| 1. | 可否設計銅鏡的生成？其與銀鏡的生成有什麼不同？ |
| 答: | 利用福馬林溶液當還原劑，而硫酸銅當氧化劑，在鹼性環境下是可在非常乾淨的試管內壁生成銅金屬，只是尚需注意的一點，為防止該實驗中氫氧化銅（Cu(OH)2）的沉澱，可加入酒石酸鉀鈉防止銅與氫氧根離子作用。與銀鏡比較，銅鏡的生成比較不容易。 |
| 2. | 在此實驗當中，有哪些物質是進行氧化反應？而哪些則是進行還原反應？ |
| 答: | 從教學提示當中，H2O 和 H2CO 是進行氧化反應，而 Ag+ 是進行還原反應。 |
| 3. | 於本實驗中有哪些氣體產生？ |
| 答: | 氧氣，同時於加熱時，甲醛液體也會因加熱而直接汽化為甲醛的氣體。 |
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 187-188, Washington, D.C., American Chemical Society. |
適用程度
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