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蒸氣火山 ( 模擬火山爆發 )
by yangsp, 2011-08-31 22:40:45, 人氣(7851)

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:羅世奇 E524005


蒸氣火山 ( 模擬火山爆發 )

簡介

想要模擬火山爆發嗎? 這個實驗其實非常簡單,操作容易又能達到不錯的效果。

示範步驟

1. 準備一個乾淨的淺底盤,放一個 250 mL 的錐形瓶在此盤上。
2. 把約 50 mL 的雙氧水倒入瓶內。
3. 蓋上事先製作好的紙火山,如圖一所示。
4 從火山口加入一包市售酵母粉(可使用漏斗倒入),如圖二所示。
5 使用玻棒來攪拌酵母粉和雙氧水(也可用手搖晃均勻),如圖三所示。
6 若作用太慢也可事先在淺底盤倒入一些熱水,加快反應速率。
7 不久即可看見水蒸氣的泡沫從火山口冒出,如圖四所示。

圖一  紙火山的外觀(裝有雙氧水   的錐形瓶被罩在內部)

圖二   準備市售酵母粉

圖三 用玻棒攪拌後迅速將紙圓錐蓋上

圖四 結果冒出大量的泡沫, 看起來很像火山冒出蒸氣

溶液和器材

1. 大的淺底盤一個。
2. 雙氧水 (約 50% wt) 200 mL。
3. 錐形瓶 250 mL (或維他命瓶子)一個。
4. 熱水少許。
5. 褐色厚紙板 (做紙火山用)一張。
6. 酵母粉一包。
7. 小漏斗一支。
8. 玻棒一支。

原理和概念

1. 過氧化氫遇到酵母混合物會快速分解產生氧氣和水蒸氣泡沫,其反應式如下:
2 H2O2 (aq) → 2 H2O(g) + O2 (g) + heat
2. 酵母混合物所扮演的角色是催化劑,加速過氧化氫的分解反應。
3. 所產生的氣體是氧氣和水蒸氣。
4 該化學反應除了冒泡、蒸氣和嘶嘶聲外,同時還釋放了大量的熱。

教學提示

1. 若使用維他命罐要夠大,才足以裝過氧化氫及酵母粉,但注意必須能全部放進紙圓錐底下 。
2. 用褐色厚紙板作圓錐時可用膠帶或迴紋針固定好,剪掉末端的尖角,讓圓錐能直立在淺底盤中。
3. 倒入酵母粉後要充分攪拌,再把紙火山錐蓋上,而且動作需非常迅速。

問題和參考答案

1. 如何證明所產生的氣體是氧氣?
答: 由於氧氣具有助燃性, 拿一根點燃的線香測試產生的氣泡,觀察是否有助燃現象。如果有,則該氣體很有可能是氧氣。
2.  如何使火山冒蒸氣的速率加快?
答: a.可增加溫度以提高反應速率。b.使用較高濃度的雙氧水。

參考資料

1. Churchill, E. Richard, Loeschning, Louis V.  and Mandell, Muriel著,林佳蓉譯 ,365個簡單有趣的科學實驗,頁 134,芳智出版社,台北市。
2. Ebbing, Darrell D. and Wrighton, Mark S., General Chemistry, Third Edition, p 548, 1990, Houghton Mifflin Company, Boston。

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 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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