新店高中-自科社

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。

實驗二 煙火

目的：利用氧化還原反應，製成各色煙火。

步驟：

1.稱取約5公克的氯酸鉀(KClO3)及約1公克的某種發色劑，將其充分混合均勻。

(可選擇含有金屬鹽，鋰、鈉、鉀、鋇、鍶發色劑)

2.將上述混合物倒入試管中，在試管底部以火焰加熱，直到混合物受熱而融化為液狀，移去火源。

3.以刮勺小心加入細糖粉於試管中，每次加入約1公克

說明：

1. 高溫下，氯酸鉀與蔗糖會發生劇烈氧化還原反應，並放出大量的熱能，此熱能可提供給特定元素的電子激發之用，形成所謂的焰色反應：鋰(紅色)，鈉(黃色)，鉀(紫色)，鋇(綠色)，鍶(深紅色)。這些特殊的顏色，可應用於喜慶的煙火表演，形成壯觀的美麗夜空。

2. 焰色反應的基本原理為：元素原子中的電子，接受適當的能量後，會從穩定的基態(Ground state)提昇到較不穩定的高能量激發態(Excited state)，當電子再降回基態時，就會放出特定波長的光。若此光波屬於可見光範圍(約400~780nm)，就可被人類看見，形成特殊的色光。

3. 基於此種原理，化學家發展出一種稱為原子吸光光譜儀的技術，可用於測量極微量的金屬離子之含量

實驗三　硝酸銨的催化分解反應

目的： 加入幾滴水於混合好之鋅粉與銨鹽中，將會產生一陣炊煙裊裊之白煙，若在加入碘，則會產生紫色煙霧

步驟：

1.取硝酸銨 5 克於蒸發皿中，再加入 0.5 克的氯化銨。然後加入 5 克的鋅粉，混合之。

2.立即滴入 3-4 滴水！

3.出現煙霧時，迅速丟入碘粒

說明：

1. 這個實驗是用氯化銨之氯離子來催化 NH4NO3 的分解反應，加入幾滴水後，始促使反應發生，並且放出大量的熱

2. 當反應進行時，溫度快速上升，引起 NH4NO3 固體熔化，同時與 Zn 反應，使得 Zn 迅速被氧化

實驗四 乙醚的氣化

目的：把幾滴乙醚加入氣球中，再丟入熱水裡，會發現氣球開始漲大、甚至漲破

步驟：

1. 將準備好的氣球用滴管滴入乙醚數滴

2. 快速地將氣球打結，小心地放在裝著攝氏 50 度以上約半滿熱水的燒杯中

說明：

乙醚的沸點約在攝氏 34.5 度，因此若丟入攝氏 50 度以上的熱水中，會很快的沸騰，變成氣態的乙醚

實驗五 氫氧化鋇與銨鹽的吸熱反應

目的： 藉著混合兩種固體化合物產生吸熱反應，反應系統的溫度會急遽的下降

步驟：

1. 分別稱重 32 克的固體氫氧化鋇及 11 克的固體氯化銨， 置入一個小燒杯

2. 利用玻棒緩和第攪拌混合物，約 30 秒左右即可聞到刺激性的氨氣

3. 持續攪拌並在燒杯插入一支溫度計測量溫度，此時混合物的溫度可能達到零下-20 ~ -30℃ 之間

說明：

1. 氫氧化鋇和氯化銨的反應式如下：

Ba(OH)2•8H2O(s) + 2 NH4Cl(s) → BaCl2•2H2O + 2 NH3(g) + 8 H2O(l)

(白色) (白色) (白色)

實驗六 氫氧化鈉吸收二氧化碳氣體

目的：原本燒瓶中充滿二氧化碳氣體，加入氫氧化鈉溶液並搖晃後，因為氫氧化鈉會和二氧化碳反應，二氧化碳消耗後，燒瓶內的壓力減少。造成水沿著玻璃管上升，如噴泉般噴出於燒瓶中，而且會變成粉紅色，猶如一個粉紅色噴泉

步驟：

1. 加入碳酸鈣粉末或數粒大理石，滴加稀鹽酸，收集產生的二氧化碳於燒瓶內

2. 倒入20mL的氫氧化鈉溶液，用插好一吸量管（不含吸球但接一橡皮管，橡皮管上用一節氣流夾住）的軟木塞緊塞住，搖晃約20下後，倒置於鐵架的鐵環上

4. 在鐵環下置一大燒杯，並裝滿水，滴加幾滴酚太

5. 將橡皮管放入酚太水溶液內，並取下氣流閥

說明：

2. 燒杯內的水之所以沿著橡皮管上升，是因為圓底燒瓶內的二氧化碳被消耗掉，造成壓力減少，而且比外界大氣壓為低，故燒杯內的水會被迫上升。

3. 燒杯中的水噴到燒瓶中後，因為燒瓶中有過多的氫氧化鈉溶液，酚太遇鹼會變粉紅色，所以燒瓶中的水是粉紅色的。

4. 亦可利用酚紅或是石蕊試液，可產生不同顏色的反應

實驗七 酒精的燃燒

目的：紙張浸潤 1:1 乙醇/水的混合溶液後，點火產生火焰，但燃燒結束後紙張依舊完好如初

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

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

說明：

1. 燃燒乙醇所產生的熱量使水變成水蒸氣，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的燃點，因此無法燃燒。

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

3. 可以加入不同種類的金屬離子而變換火焰的顏色

實驗八 過錳酸鉀與酒精的氧化還原反應

目的：利用過錳酸鉀的強氧化力氧化酒精，產生有如鞭炮爆炸的現象

步驟：

1. 用量筒量取 10 mL 的濃硫酸，加入一個空燒杯中。

2. 再量取 10 mL 的藥用酒精，加入步驟 1 中的燒杯中，此後不要移動燒杯。

3. 最後加入約 3 克的過錳酸鉀

說明：

1. 過錳酸鉀具有很強的氧化能力，可將酒精氧化成二氧化碳，反應非常劇烈而產生有如鞭炮爆炸的情形

資料來源:

彰化師範大學-中學化學示範實驗

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