"茶" 修訂間的差異

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##猜測:在100mL飽和硫酸銅水溶液中加入氫氧化鈉,可產生鹼式硫酸銅。用燒杯盛鹼式硫酸銅水溶液並加熱,會產生氧化銅。實驗過程中,水溶液的顏色如何變化?先猜想再實作。<br>
 
##猜測:在100mL飽和硫酸銅水溶液中加入氫氧化鈉,可產生鹼式硫酸銅。用燒杯盛鹼式硫酸銅水溶液並加熱,會產生氧化銅。實驗過程中,水溶液的顏色如何變化?先猜想再實作。<br>
 
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於 2021年1月28日 (四) 03:25 的修訂

原作者:謝迺岳
關鍵詞:茶,茶葉
同義詞:茶湯,茶的化學

從茶的字形可以看到20+88=108,所以祝人長壽,就願他能「茶壽」!東方人愛喝茶,是因為能清火解油膩;日本人把喝茶提昇到藝術的層次,英國人藉喝茶來社交。茶內的維生素幫助了高原與沙漠民族生存,也促成了大航海時代的來臨,甚至因為茶而引起鴨片戰爭。茶的點心很好吃,茶的故事講不完,而茶的科學更有趣。


探究問題

  1. 茶是什麼?如何分類?
  2. 為何人們愛喝茶?
  3. 茶的色素在酸與鹼中會有何變化?
  4. 用茶的色素可以染布嗎?
  5. 如何清除布上的茶漬?


實作項目

  1. 材料
    燒杯(250mL),塑膠杯,硫酸銅(CuSO4。5H2O),小硬幣,鐡罐,甲醇,氫氧化鈉,點火槍
  2. 製作
    燒杯(250mL),塑膠杯,硫酸銅(CuSO4。5H2O),小硬幣,鐡罐,甲醇,氫氧化鈉,點火槍
  3. 操作
    必須先將點火槍點著,再靠近鐡罐引燃甲醇。實驗後的含銅化合物須集中,依實驗室管理辦法回收。
    1. 猜測:用硬幣在鐡罐底部刮出圖案,再用濕潤的硫酸銅碎晶在圖案上摩擦,圖案會變成什麼顏色?先猜想再實作。
    2. 猜測:兩個鐡罐盛甲醇放在桌上,第三個鐡罐底部朝上放在前兩個鐡罐上,然後把硫酸銅水溶液倒在罐底上。在下方兩鐡罐中點火加熱,當水溶液沸騰後熄火,數分鐘後硫酸銅就有可能結晶。猜想罐底的硫酸銅從何處開始結晶?結晶的發展如何?怎樣操作才能獲得八面體結晶(似平行四邊形)?先猜想再實作。
    3. 猜測:在100mL飽和硫酸銅水溶液中加入氫氧化鈉,可產生鹼式硫酸銅。用燒杯盛鹼式硫酸銅水溶液並加熱,會產生氧化銅。實驗過程中,水溶液的顏色如何變化?先猜想再實作。


結果與討論

硫酸銅對抗霉菌的藥效很強,適合作為農藥;硫酸銅在工業中使用也很廣泛,可當催化劑或染料。藍色的晶體很美觀,提醒人們硫酸銅有毒性。在本實驗中將硫酸銅溶解於水中再結晶,並與鐡作置換反應,更製作鹼式硫酸銅以配製農藥,用以認識硫酸銅的基本性質。

  1. 結果:鐡的活性比銅強,於是銅離子被鐡還原,在刮痕處產生了粉紅色的「初生銅」。用衛生紙輕輕擦拭後,使用透明膠帶貼在圖案上可以長期保存。
  2. 結果:火烤鐡罐使變硫酸銅溶液變得更濃,沸騰後靜置可以看到硫酸銅開始結晶。在無風且緩慢降溫的環境中,八面體的漂亮結晶就會出現。但是對硫酸銅水溶液過度加熱時,就會使硫酸銅脫水變成白色,甚至生成氧化銅(CuO)而變黑。
  3. 結果:在飽和硫酸銅水溶液中加入氫氧化鈉,會產生深藍色的鹼式硫酸銅(CuSO4。3Cu(OH)2。H2O),繼續加熱會產生黑色的氧化銅沉澱。這些硫酸銅的衍生物都是很好的農藥,對植物防黴有很強的功效,也可以灑在魚缸中幫魚治病,因此硫酸銅對環境的影響不大。



教學目標

適用於各年齡與教育程度,若親子共學更安全。

  1. 知識上:認識硫酸銅的性質及應用,認識氧化還原反應。
  2. 技能上:學習結晶的方法,學習用火安全。
  3. 情意上:了解物質的毒性,趨利而避害;尊重萬物,利己利人。

應用

  1. 在科學上:置換反應,溶解與結晶。
  2. 在科技上:結晶的精密操作,鹽類與氧化物的製備。
  3. 在藝術上:欣賞初生銅的圖案,從結晶中悟出人生的真締。
  4. 進階活動:挑戰培養出最大顆或最多顆完整的硫酸銅結晶。

參考資料