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塗鴉之作---不同鐵錯離子的顏色
by yangsp, 2011-06-28 23:37:23, 人氣(13118)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:劉玉嬌  E424017


塗鴉之作---不同鐵錯離子的顏色

簡介

利用鐵離子溶液與其他溶液的反應會產生不同的顏色(紅、藍、黑),在缺乏墨水的情況下,我們可自製墨水給予學生塗鴉,亦有不同的感覺哦!

示範步驟

1. 準備兩杯燒杯,一杯為將 5 滴已配製好的氯化鐵溶液滴入 30 mL 的水,另一杯為3 0 mL 的水加入 2 mL 已配煮好的烏龍茶液,此兩杯的溶液顏色相似,混合後呈現什麼顏色?觀察之,並在紙上塗鴉。如圖一至圖三所示。
2. 再準備兩個燒杯,一杯為將 5 滴已配製好的氯化鐵溶液滴入 30 mL 的水,另一杯為將 5 滴已配製好的亞鐵 氰化鉀溶液滴入 30 mL 的水,此兩杯溶液的顏色相似,混合後呈現什麼顏色?觀察之,並在紙上塗鴉。如圖四至圖七所示。
3. 血書的製作:拿一張濾紙,使之沾濕硫氰化鉀溶液,當濾紙乾後,再將已沾濕稀的氯化鐵溶液的手,在這張濾紙上塗鴉製造血書的效果。
圖一 圖二 圖三
圖四 圖五 圖六
圖七

溶液和器材

1. 燒杯、濾紙、滴管、茶葉。
2. 氯化鐵溶液:取約 30 g 的(FeCl3 .6H2O, ferric chloride, hexahydrate)溶於 100 mL 的蒸餾水中。
3. 亞鐵氰化鉀溶液:取約 3 g 的亞鐵氰化鉀(K4Fe(CN)6,potassium ferrocyanide)溶於 100 mL 的蒸餾水中。
4. 硫氫化鉀溶液的配製:取約 20 g的硫氰化鉀(KSCN,potassium thiocyanate)溶於 100 mL 的蒸餾水中。

原理和概念

1. 〈步驟一〉稀的氯化鐵水溶液為淡黃色,稀的烏龍茶液亦為淡黃色。兩杯混合後的主要反應式為:
 Fe3+(aq) + tannic acid(aq) → Fe(III) tannate (aq)
                                                       (黑色)
2. 〈步驟二〉稀的氯化鐵水溶液為淡黃色,稀的K4Fe(CN)6水溶液亦為淡黃色。兩杯混合後的主要反應式為:
Fe3+(aq) + K4Fe(CN)6(aq) → 4K+(aq) + Fe2+(aq)  + ﹝Fe(CN)63-(aq)
                                                                                            (藍色)
3. 〈步驟三〉稀的氯化鐵水溶液為淡黃色,硫氰化鉀溶液是無色的。兩者混合後的主要反應式為:
Fe3+(aq)  +  SCN-(aq) → FeSCN2+(aq)
                                         (紅色)

教學提示

1. 利用此三個不同的反應,可自行變化不同的教學效果,例如可命此反應後的溶液為〝魔術水〞。
2. 步驟一與步驟二演示的效果在凸顯同樣皆為淡黃色的溶液,混合後的顏色竟然不同,好神奇哦!且此混合後的溶液可當做藍墨水與黑墨水使用。
3. 示範血書的實驗時,可假裝拿一支筆在手上刺一下,然後在紙上畫一下,如此效果更逼真!事後一定要告知詳情!
4. 血書的效果雖用來嚇嚇學生,但切記演示後,一定要立即洗手!

問題和參考答案

1. 請寫出這三個反應的反應式。
答: (步驟一) Fe3+(aq) + tannic acid(aq) → Fe(III) tannate (aq)
                                                                             (黑色)
(步驟二) Fe3+(aq) + K4Fe(CN)6(aq) → 4K+(aq) + Fe2+(aq)  + ﹝Fe(CN)63-(aq)
                                                                                                                        (藍色)
(步驟三)Fe3+(aq)  +  SCN-(aq) → FeSCN2+(aq)
                                                                (紅色)
2.  上題1之三個反應是否為氧化還原反應?
答: 皆不是氧化還原反應。
3. 除了這個實驗的魔術墨水外,請舉出其他的例子。
答: 除了此實驗的魔術墨水外,我們也可使用檸檬汁、蘿蔔汁、肥皂或蠟燭和硫酸等來當魔術墨水(隱形墨水)。

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 48,Washington, D.C., American Chemical Society.
2. 科學才藝教室-有趣的科學實驗,頁39,1995年6月30日十版,美勞教育出版公司出版,出版地點:台北。

適用程度

國民小學 國民中學 ˇ高級中學 ˇ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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