實驗影片

化學教室活動:利用化學平板探索電解(Exploring Electrolysis using ChemPad)〔IV〕

化學教室活動:利用化學平板探索電解(Exploring Electrolysis using ChemPad)〔IV〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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教師指引之三(Teacher’s Guide III)

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化學教室活動:利用化學平板探索電解(Exploring Electrolysis using ChemPad)

教學提示

  1. 新的不鏽鋼盤表面附著一層油脂,須事先用藥用酒精擦拭過,否則容易造成斷路,影響電解實驗的效果。
  2. 切換開關的單芯線容易在焊接的過程中因拉扯而斷裂,可於焊接電路完成時,以熱熔膠填入固定之。
  3. 多芯細線組成的電線,焊接前最好交岔纏捲成單一股線,再焊上焊鍚。否則不易焊鍚,而且容易脫落。可在電線上先焊鍚,再焊在金屬柱孔上,較容易成功。
  4. 水彩紙應該事先泡過硫酸鈉水溶液,電解時才容易導電,實驗效果佳。

化學教室活動:利用化學平板探索電解(Exploring Electrolysis using ChemPad)〔III〕

化學教室活動:利用化學平板探索電解(Exploring Electrolysis using ChemPad)〔III〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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教師指引之二(Teacher’s Guide II)

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化學教室活動:利用化學平板探索電解(Exploring Electrolysis using ChemPad)

化學教室活動:利用化學平板探索電解 – I

化學教室活動:利用化學平板探索電解 (Exploring Electrolysis using ChemPad)〔I〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

學生講義 (Student Handout)

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實驗介紹

在此教室活動中,你將使用老師事先製作完成的化學平板(ChemPad),進行有趣的電解實驗。化學平板包含一個電解平板及兩支電解筆(不鏽鋼線和銅線)。電解平板的設計,外觀是一個相框,材質是木製或不銹鋼,底面是一塊金屬板(不鏽鋼和鋁板),上面鋪上一張濕潤的水彩紙(或不織布),一個電池及電流切換開關嵌入相框的背面。利用化學平板,及不同材質的電解筆,於水彩紙(或不織布)上,噴上電解液和酸鹼指示劑,即可在課堂上進行一系列的氧化還原反應、酸鹼中和及錯合反應等典型的化學實驗。化學平板可多次重複使用、藥品減量達95%以上,符合綠色環保的原則。兩款不同材質的化學平板的示意圖,如圖一所示。本活動你將使用不銹鋼製作的化學平板進行電解實驗,圖二為利用不銹鋼盤製作化學平板的背面組裝零件。

化學教室活動:利用化學平板探索電解

化學教室活動:利用化學平板探索電解 (Exploring Electrolysis using ChemPad)
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

實驗介紹

化學教室活動:利用化學平板探索電解〔I〕

 

在此教室活動中,你將使用事先製作完成的化學平板(ChemPad),進行有趣的電解實驗。利用化學平板,及不同材質的電解筆,於水彩紙(或不織布)上,噴上電解液和酸鹼指示劑,即可在課堂上進行一系列的氧化還原反應、酸鹼中和及錯合反應等典型的化學實驗。化學平板可多次重複使用、藥品減量達95%以上,符合綠色環保的原則。

化學示範實驗:燒不破的紙鈔〔II〕

化學示範實驗:燒不破的紙鈔 (Non-Burning Paper Bills)〔II〕
國立彰化師範大學化學系學生蔡睿謙 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結,參閱「燒不破的紙鈔﹝I﹞」

原理和概念

● 點燃乾的紙張會燃燒起來,而點燃被水浸濕的紙張則不會燃燒。紙張浸泡過95%酒精之後點火,酒精和紙張都會燃燒起來,但是當浸泡過特定比率的酒精與水的混 合溶液之後點火,酒精會燃燒起來,但是紙張不會燃燒起來。紙張不會燃燒起來,是因為酒精燃燒放出的熱提供(傳導)給水,然後水吸收此熱量變成水蒸氣,而沒 有足夠的熱能夠使紙燃燒起來。因此,沾濕高粱酒(如50度)的紙鈔,點燃後只有酒精燃燒而已,而紙鈔不會燃燒起來,如圖九所示。根據下面「延伸探討」的實 驗結果,47%酒精水溶液的紙面溫度在176℃。依此結果推測,54度的高粱酒燃燒的紙面溫度應該稍高於176℃而已,此溫度是低於紙張燃燒的溫度(約 230℃)。

圖九 示範燒不破的紙鈔

化學示範實驗:燒不破的紙鈔(Non-Burning Paper Bills)〔I〕

化學示範實驗:燒不破的紙鈔(Non-Burning Paper Bills)〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生蔡睿謙 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

紙張遇到火會燃燒起來,這是連小朋友都知道的事。你(妳)看過燒不破的紙鈔嗎?這次的化學示範,我們讓紙鈔與高粱酒邂逅,創造一個意想不到的驚喜,燒不破的紙鈔。現在讓我們一起來見證奇蹟吧!

示範步驟

一、 事先準備

1. 事先準備三張紙鈔(如100元、500元和1000元鈔票各一張)和一些日常生活用品(包括一個透明高腳杯(或玻璃杯)、一支打火機、一支塑膠攪拌棒、一瓶高粱酒,如圖一所示,然後裝入這些日常生活用品在一個置物箱中。

圖一 準備三張紙鈔和一些日常生活用品

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔II〕

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔II〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結,參閱「自製焰色試驗棒演示焰色試驗[I]」

原理和概念

● 本生燈或瓦斯噴燈的火焰為淡藍色,光度極低,此火焰稱為無光焰。

● 光是一種電磁波,一般人的眼睛可以感受的電磁波波長在400(紫色)到700(紅色)奈米(nm)之間,如圖十一所示。

圖十一 可見光只佔電磁波譜的一小部分。圖片來源:http://www.electricalfun.com/visible_spectrum.htm

● 當一個元素被激發(加熱)時,其電子會躍遷至能量較高的軌域上。當它返回低能量的軌域時,高低軌域的能量差會以電磁波的形式輻射出來,出現在某些特定的波 長上,稱為發射光譜。每種元素都有其個別的光譜,這些譜線就好比人類的指紋一般,科學家可據以鑑定元素,如圖十二所示。

圖十二 銅(CuCl2)(上)、鈉(中上)、鋰(中下)和鈣(下)的發射光譜。圖片來源:http://webmineral.com/help/FlameTest.shtml

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔I〕

化學示範實驗:自製焰色試驗棒演示焰色試驗(Homemade Flame Test Stick for Flame Test)〔I〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

小朋友玩的仙女棒,慶典晚會的煙火,各種火焰顏色應有盡有,這些焰色是怎麼產生的呢?本示範實驗採用兩種焰色試驗,其一為使用自製的焰色試驗棒和本生燈來 試驗鹽類固體,其二為使用卡式瓦斯噴燈和噴霧瓶來試驗鹽類水溶液。自製的焰色試驗棒取自於報廢的開飲機之加熱片並製作而得的,而且焰色試驗的效果很好,值 得教師參考。

示範步驟

A. 示範前準備

A1. 自製焰色試驗棒

1. 從報廢的開飲機、電熱水瓶或電鍋取出加熱片,如圖一所示。

圖一 開飲機的加熱片

2. 用尖嘴鉗拆解加熱片,即可見到加熱片中的鎳鉻絲,這種鎳鉻絲的寬度約1 mm,如圖二所示。

圖二 拆解後的加熱片

化學示範實驗:酸鹼彩虹玻璃管(Acid-Base Rainbow Tube)〔II〕

化學示範實驗:酸鹼彩虹玻璃管(Acid-Base Rainbow Tube)〔II〕
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結,參閱「酸鹼彩虹玻璃管[I]」

原理和概念

● 傳統的廣用指示劑是由水、甲醇、正丙醇、酚酞(phenolphthalein)、溴瑞香草藍(bromothymol blue)、甲基紅(methyl red)、瑞香草藍(thymol blue)混合而成,廣用指示劑的成分與酸鹼顏色變化,如圖七所示。典型的廣用指示劑在不同的pH值之顏色變化,如圖八所示。

圖七 廣用指示劑的成分與酸鹼變色。 圖片來源:陳少軍製作

圖八 廣用指示劑於不同pH溶液下的顏色。 圖片來源:http://homepages.ius.edu/dspurloc/c121/repelem.htm

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