化学基础试验.docx
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化学基础试验
自然與生活科技---科學研習資料
第一單元:
單擺的等時性
1、實驗:
反應時間---你拿的到嗎?
2、伽利略的故事
三、週期:
單擺來回擺動所需要的單位:
ex1.單擺來回擺動10次需要20秒,則單擺週期為秒/次(sec/次)
ex2.小華的聲帶每秒振動150次,則一分鐘可振動次
四、計時工具:
五、控制變因法:
1.定義:
2.變因:
3.控制的變因:
4.操縱的變因:
六、影響單擺擺動的週期,可能有哪些變因?
A.B.C.D.
七、實驗(A):
擺動次數會影響週期嗎?
操縱的變因:
;控制的變因:
;應變的變因:
擺長(L)
擺錘質量(m)
擺角(θ)
擺動次數(次)
擺動時間(秒)
週期(秒/次)
100cm
20公克
10°
10次
20
2.0
100cm
20公克
10°
20次
100cm
20公克
10°
30次
實驗(B):
擺角會影響週期嗎?
操縱的變因:
;控制的變因:
;應變的變因:
擺長(L)
擺錘質量(m)
擺角(θ)
擺動次數(次)
擺動時間(秒)
週期(秒/次)
100cm
20公克
5°
10次
100cm
20公克
10°
10次
20
2.0
100cm
20公克
15°
10次
實驗(C):
擺錘質量會影響週期嗎?
操縱的變因:
;控制的變因:
;應變的變因:
擺長(L)
擺錘質量(m)
擺角(θ)
擺動次數(次)
擺動時間(秒)
週期(秒/次)
100cm
20公克
10°
10次
20
2.0
100cm
40公克
10°
10次
100cm
60公克
10°
10次
實驗(D):
擺長會影響週期嗎?
操縱的變因:
;控制的變因:
;應變的變因:
擺長(L)
擺錘質量(m)
擺角(θ)
擺動次數(次)
擺動時間(秒)
週期(秒/次)
12.5cm
20公克
10°
10次
25.0cm
20公克
10°
10次
50.0cm
20公克
10°
10次
100.cm
20公克
10°
10次
20
2.0
八、結果與討論:
1.擺動次數會影響週期嗎?
2.擺角會影響週期嗎?
3.擺錘質量會影響週期嗎?
4.擺長會影響週期嗎?
九、數據與圖形:
(A)(B)
(C)(D)
十、問題與討論:
1.若單擺週期公式為T=2π√L/g(其中π=3.14;g=9.8)則T≒2√L,試
計算L=1m時T≒(秒/次),與實驗值相同嗎?
2.若鐘擺走的太快,應該增加或減少擺長?
3.在一個失重的地方,單擺如何擺動?
4.若單擺在擺動的過程中遇一障礙物‧如圖示˙(障礙物)則單擺週期如何變化?
第二單元粗鹽的純化
壹、前言
利用不同物質其極性的不同,以及物質分子間作用力的不同,混合物因而得以分離。
是故,生活中不可或缺的食鹽,即是由粗鹽純化而得。
貳、學習目標
1、學習溶解與過濾以分離物質的方法
2、學習粗鹽純化的過程
參、相關知識
1、不同物質的極性不同,對於水的溶解度也不同。
在砂與粗鹽的混合物中加入適量的水,攪拌後粗鹽會溶解,而砂不會溶解。
將此混合物以濾紙過濾,鹽水因分子較小會滲過濾紙,而砂的分子較大不會穿過濾紙而留在濾紙上。
2、因為物質分子間的作用力不同,因此,在定壓下,不同物質的沸點不同,蒸發速率也不同。
加熱時,沸點較低的物質會先蒸發,而留下沸點較高的物質。
3、一大氣壓下,水的沸點為100℃,食鹽的沸點為1413℃。
肆、藥品
名稱及規格
數量
粗鹽或氯化鈉(工業級)
5克
砂
少許
伍、器材
名稱及規格
數量
名稱及規格
數量
三桿天秤
1架
量筒50mL
1支
秤量紙
數張
玻棒
1個
刮勺
1支
漏斗7cm
1支
燒杯250mL
2個
漏斗架
1個
蒸發皿7cm
1個
濾紙9cm
1張
陸、實驗步驟
1、秤取5克粗鹽,置於燒杯中加入50mL水溶解之。
2、過濾架上放置玻璃漏斗,內置摺好的濾紙。
3、過濾架下方放一空的250mL燒杯,並使漏斗頸部與燒杯壁接觸。
4、將溶液沿玻棒倒入漏斗中的濾紙上過濾之。
5、量取10mL濾液於蒸發皿中,以小火加熱,(以免析出的固體噴濺或得不到晶體),使水分蒸發,即可見氯化鈉的晶體析出。
柒、討論與結論
1、粗鹽加熱若不用小火加熱會有什麼情形出現?
2、粗鹽與一般家庭用食鹽有何差異?
3、鹽會潮解嗎?
如何保存?
捌、學後評量
一、食鹽水加熱時,沸點較的物質會先蒸發,而留下沸點較的物質。
二、食鹽晶體形狀為。
三、食鹽晶體的顏色為色,而食鹽水為色。
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第三單元彩色泡沫-雙氧水的作用
壹、前言
有顏色的泡沫!
?
到底是怎麼做的呢?
!
貳、學習目標
1、解過氧化氫產生氧氣的反應
2、觀察碘與澱粉作用之顏色變化
參、相關知識
過氧化氫可自行反應產生氧氣,添加沙拉脫,則可產生泡沫,其反應方程式為:
H2O2→O2+2H2O
本反應系中之碘化鉀可與過氧化氫反應生成碘分子
H2O2+2I-+2H+→2H2O+I2
碘分子遇到澱粉,則會與澱粉反應生成藍紫色物質。
肆、藥品
名稱及規格
數量
過氧化氫溶液(濃度約30%)
5mL
沙拉脫
0.5mL
澱粉溶液
1mL
碘化鉀
5mg
線香
1支
伍、器材
名稱及規格
數量
量筒(50mL)
1支
火材或打火機
1個
陸、實驗步驟
1、將5mL雙氧水及0.5mL沙拉脫倒入量筒中,輕輕混和均勻。
2、加入5mg之KI,並觀察有何現象發生。
3、點燃線香,並將線香頭朝下插入量筒中,觀察有何變化。
4、再將澱粉溶液加入量筒中,觀察有何有何變化。
柒、討論與結論
1、步驟2中加入KI後有何現象產生?
為什麼會有此現象產生?
2、步驟3中將線香插入量筒中,有何現象發生?
為何會有此現象發生?
3、步驟4中將澱粉溶液加入量筒中,有何現象發生?
為何會有此現象發生?
捌、學後評量
1、本實驗中氧氣之來源為________________。
2、加入KI及澱粉水溶液後泡泡呈_______色。
第四單元彩色環-酸鹼與指示劑
壹、前言
酸鹼是日常生活中常見的物質,酸鹼通常都是無色的,酸鹼需要靠著指示劑的顯色來指示。
貳、學習目標
1、瞭解物質的酸性與鹼性
2、瞭解指示劑的功能與作用
參、相關知識
1、酸是在水溶液中能解離出氫離子的物質,鹼則為在水溶液中能解離出氫氧離子的物質。
碳酸鈉是鹼性的物質而鹽酸則為酸性的物質。
2、不同酸鹼指示劑可以在不同的酸鹼範圍內顯示不同的顏色,所以由指示劑顏色的變化可以判定物質的酸鹼性。
3、常用酸鹼指示劑的變色範圍如下表:
指示劑種類
酸色
變色的顏色及pH範圍
鹼色
瑞香草酚藍*
紅
1.2~2.8
黃
甲基橙
紅
3.2~4.4
黃橙
甲基紅
紅
4.8~6.0
黃
石蕊
紅
5.0~8.0
藍
溴瑞香草酚藍
黃
6.0~7.6
藍
瑞香草酚藍*
黃
8.2~9.7
藍
酚酉太
無
8.2~10.0
紅
瑞香草酚酉太
無
9.3~10.5
藍
茜素黃(R)
黃
10.1~12.0
紅
靛藍
靛
11.0~13.0
黃
肆、藥品
名稱及規格
數量
廣用指示劑
10滴
碳酸鈉溶液
20mL
0.1M鹽酸
20mL
伍、器材
名稱及規格
數量
量筒
50mL
滴管
2支
0.1M鹽酸
20mL
陸、實驗步驟
1、將1M碳酸鈉溶液20mL加入一50mL量筒中。
2、以滴管順著量筒邊緣緩緩加入20mL0.1M鹽酸。
3、緩緩滴入10滴廣用指示劑,並觀察量筒中的溶液顏色有何變化。
4、你能調配出廣用指示劑嗎?
柒、討論與結論
1、酸鹼指示劑有何功能?
2、步驟中,你觀察到量筒中顏色有何現象?
3、為何量筒中之顏色成漸層變化?
捌、學後評量
1、碳酸鈉為______性,鹽酸為______性。
2、查表,判斷碳酸鈉在石蕊試劑中呈_______色,鹽酸則呈________色。
3、查表,判斷碳酸鈉在酚太中呈_______色,鹽酸則呈________色。
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第五單元硬水的軟化
壹、前言
含有鈣鹽及鎂鹽的水稱為硬水,硬水會造成肥皂清洗效果的下降並產生鍋垢導致鍋爐的爆炸。
本實驗主要了解軟化硬水之兩種常見的方法
(1)煮沸法
(2)離子交換法。
貳、學習目標
1、了解何謂硬水
2、了解煮沸法軟化硬水
3、了解離子交換樹脂軟化硬水
參、相關知識
含有Ca2+或Mg2+之水稱為硬水,硬水中若含有HCO3-離子則稱為暫時硬水,不含則稱為永久硬水。
其中,永久硬水可藉由在水中添加含有Ca2+或 Mg2+的鹽類而置得,而暫時硬水則可利用CO2溶入石灰水而製得,其反應方程式如下所示:
CO2+Ca(OH)2+H2O→Ca2CO3+2H2O
CaCO3+CO2+H2O→Ca2++2HCO3-
除去硬水中Ca2+及Mg2+的方法稱為硬水軟化法,常見的硬水軟化法有煮沸法、離子交換法等等。
煮沸法乃藉由煮沸硬水,將水中之Ca2+及Mg2+反應生成沈澱物而達到硬水軟化的目的。
離子交換法則藉由離子交換反應,使水中之鈣離子及鎂離子被離子交樹脂交換為Na+離子,其反應方程式如下所示:
Ca2++2NaR→CaR2+2Na+
Mg2++2NaR→MgR2+2Na+
其中R為磺酸化聚苯乙烯的陰離子,為離子交換樹脂的成分。
肆、藥品
名稱及規格
數量
名稱及規格
數量
硫酸鎂
陽離子交換樹脂(IR-120)
5g
石灰水
肥皂水
20mL
蒸餾水
150mL
伍、器材
名稱及規格
數量
名稱及規格
數量
吸管
1隻
鐵架
1個
試管Φ10mm*100mm
9支
鐵夾
4支
錐形瓶150mL
2個
棉花
少許
酒精燈
1個
濾紙
1張
試管夾
1支
剪刀
1隻
陸、實驗步驟
一、硬水的製備
(一)永久硬水的製備
取一試管,並於錐形瓶中加入約50mL的蒸餾水,再加入適量的MgSO4而製得永久硬水。
(二)暫時硬水的製備
於錐形瓶裝入約50mL之石灰水中,於石灰水插入一吸管並開始由吹氣,並觀察是否有沉澱生成。
繼續吹,觀察
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- 化学 基础 试验