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武林神話---酸鹼大作戰
by yangsp, 2011-10-29 22:55:32, 人氣(3740)

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:陳建明 E524025


武林神話---酸鹼大作戰

簡介

利用一自製的導電檢測計來探討電解質和酸鹼反應,一開始置入該檢測計於氫氧化鋇溶液時,明顯地電燈泡亮了,但逐漸地加入硫酸時,發現燈泡漸漸地黯淡最後甚至不亮了。持續地再加入硫酸時,燈泡又漸漸地亮了。

示範步驟

1. 先把自製的導電檢測計置入裝有純水的燒杯中,觀察燈泡是否發亮。發現燈泡是不發亮的。
2. 再取一個燒杯內裝 100 mL 氫氧化鋇水溶液加入 6、7 滴酚指示劑,發現溶液呈粉紅色,再將自製的導電檢測計置入其中,發現燈泡亮了,如圖一所示。                                                                                
3. 再緩慢地加入1 M的硫酸於裝有氫氧化鋇的燒杯中,且用玻棒小心地攪拌均勻,發現漸漸地燈泡越來越暗,且溶液開始混濁,如圖二所示。            
4. 將1 M的硫酸加到某個量時,發現溶液顏色變成白色且混濁,而且電燈泡不亮了,如圖三所示。                        
5. 再加入1 M硫酸時,電燈泡又漸漸地亮了起來,如圖四所示。   
圖一 圖二
圖三 圖四

溶液和器材

1. 氫氧化鋇溶液:將 2 克的氫氧化鋇 (Barium Hydroxide,Ba(OH)2) 加入水中成 200 mL。
2. 1.0 M硫酸溶液:將 5.5 mL 的18 M濃硫酸慢慢的加入約 60 mL 水中,再稀釋成100mL即可。
3. 指示劑 (phenolphthalein) 少許。
4. 一個自製的導電檢測計:到電子材料行或電器行購買一組電燈泡式的簡易照明設備,將其中一條電線減斷,去除兩端約五公分長的塑膠外皮,而且將兩端銅絲旋轉成各一條棒狀,用絕緣塑膠布綁緊兩條銅棒於試管外,注意銅棒不可接觸。

原理和概念

1. 本實驗牽涉到電解質(如硫酸、氫氧化鋇)與非電解(如純水、酒精、蔗糖水溶液)的判斷,即溶液中有離子的存在方能導電。
2. 指示劑在酸中呈無色,在鹼中呈粉紅色。
3. 本實驗涉及的反應式如下:
Ba(OH)2(aq) + H2SO4
(aq)
Ba(SO4)(s) +H2O(l)

教學提示

1. 因本實驗未進行定量的酸鹼滴定實驗,故溶液的濃度可隨意些。若定量的滴定方式進行,則可以讓學生知道溶液的顏色和沉澱,以及燈泡的發亮與各溶液的使用量其間的關係。
2. 自製的導電檢測計之兩端銅棒距離不能太遠,且電壓需強一些,經實際測試結果:利用 6V 的乾電池組裝,進行實驗難以成功。

問題和參考答案

1. 試解釋為何純水無法使燈泡發亮?
答: 因純水的解離度太小,離子少到不能通電,故燈泡不亮。
2.  為何一開始氫氧化鋇溶液能導電,而漸漸地加入硫酸後導電卻越來越差?
答: 因氫氧化鋇溶液中有鋇離子及氫氧根可供導電,而使燈泡發亮,但加入硫酸後卻使之反應而產生硫酸鋇的沉澱,故離子不見了,燈泡也不亮了。
3. 為何會有白色的混濁產生?
答: 因氫氧化鋇與硫酸會產生不易溶於水的硫酸鋇固體。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, pp 132-133, Washington, D.C., American Chemical Society.
2. 國中理化,第三冊,第13章國立編譯館,台北市。

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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