三多國中陳學淵 LIS 陳儷文、鄭弼升編輯
第三章
3-1
電解質
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共同學習討論單
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西元 1800 年，物理學家伏打發明了第一顆電池。當時的科學家試著利用電池以及各種能通電的物質做實驗，意外發現電竟然能分解物質…… l
實驗 3-1：哪些物質的水溶液可以導電 依據課本實驗步驟，將燈泡改為安培計(可測量電流大小，請固定接於 500mA 的檔位)，進行實驗，探討下列問題 ，實驗的結果請紀錄於下表:
水溶液
A (純水)
B (稀鹽酸 --HCl)
C (濃鹽酸 --HCl)
D
E
F
G
(與 C 濃 度相同的 醋酸)
(與 C 濃 度相同的
(NaOH)
(KOH)
檸檬酸)
紅色石 蕊檢測 藍色石 蕊檢測 廣用試 紙檢測 PH 值 (比對顏色)
安培計 讀數 碳棒附 近現象 (詳細) 判斷是 否為電 解質 1
H 蘇打 Na2CO3
I 小蘇打 NaHCO3
J (糖水))
K (氯化鈉
L (酒精)
M
(運動飲 料)
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l
問題討論: 1. 在更換水溶液之前，為什麼要用蒸餾水(純水)沖洗碳棒 _________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.實驗中為什麼需要用到安培計? 我們推測安培計的讀數大小代表什麼意義呢? __________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.實驗中，會導電的水溶液，一定是呈現酸性，中性或是鹼性嗎? __________________________________________________________________________________________________________________________________ 4. 實驗中，正、負極的碳棒附近有什麼現象產生? 與安培計的讀數有什麼關聯性嗎? __________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.請推測一下，為什麼要讓各組都先操作一次 A(純水)的導電實驗呢? __________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________ JUMP 6.比較一下，實驗中有兩個成分相同，但濃度不同的藥品(B、C)，有沒有發現什麼特別的現象呢？ __________________________________________________________________________________________________________________________________ 7. 比較一下，實驗中有三個相同濃度但是不同成分的藥品(C、D、E)，有沒有發現什麼特別的現象呢？ __________________________________________________________________________________________________________________________________
2
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讓我們回到拉瓦節對於酸鹼的研究吧! l
“酸的生成者—氧元素”，GO!!!
問題討論: 8.將線香放入從蒸餾水的導電實驗裝置中收集到的兩種氣體內，觀察並推測此兩種氣體應該是什麼氣體？ __________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________ 9.拉瓦節認為酸性的關鍵因素是因為含有氧元素，你們認為是否正確呢? 如果不正確，能不能舉出什麼反例呢？ __________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________
l 觀看 LIS 的影片，看看科學家當時是怎麼想的吧！ 10.看完 LIS”自然系列-化學 | 酸鹼線】EP14”的影片後，請描述一下戴維對於酸性的看法。這樣看法又是因為從實驗發現了什麼呢? __________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________
3
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l 延伸思考：「為什麼電解質可以通電呢？」 19 世紀英國科學家法拉第，在他的書中將此種「用電把物質分解」的技術稱為『電解』，並將可以被電分解的物質稱為『電 解質』。 在當時，科學界都好奇：「為什麼電解質可以通電呢？」 於是有科學家提出：電解時，水中存在著一團團帶正電和負電的原子團。其中帶「正」電的原子團會受到連接電池「負」極 的碳棒吸引而移動過去，帶「負」電的原子團則會受到連接電池「正」極的碳棒吸引而移動過去。最後，這位科學家把這些帶電 的原子團統稱為『離子』。 然而，科學家為了爭論「物質為什麼在水中會變成兩團帶電離子的原因」而分成了兩派：
水溶液中的電解質
我認為電解質在
會在被通電的時
溶到水中時就會
候，會被電撕開成兩
自動分開成兩團
團離子團。
離子團。
根據兩派的敘述，你支持哪一派的想法？ 說說看，為什麼你會支持這一派？
1884 年 A派
B派
4
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l 延伸實驗： 某位科學家設計了一個簡單的實驗，讓我們一起來實作吧!請分別將無水硫酸銅及硫酸鋅各溶入水中…(Hint:水溶液的離子可能有不同的顏色) 11.請觀察、比較兩種物質溶解的前後，有什麼不同呢? ______________________________________________________________________
請嘗試畫出目前你對於電解質溶於水以及導電後的想像圖 溶於水 通電後
12.請討論一下，你覺得水溶液裡，發生了什麼事情，產生了這樣的變化呢？ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 13.請討論一下，並判斷這個實驗的結果，比較能夠支持上述哪一派 ( A 派 VS B 派 ) 的說法呢？為什麼？ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________
l 觀看 LIS 的影片，看看科學家當時是怎麼想的吧！( EP15 上 ) 14.你覺得Ａ派和Ｂ派分別代表著哪兩位科學家？
15. 當你的研究、看法不被承認與接受時，你的感覺是什麼? 想想看，你覺得阿瑞尼士的說法為什麼當時不被接受呢？
5
正
負
極
極
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16.回到問題與討論 6，濃度不同的鹽酸，導電度為什麼會不同呢？ __________________________________________________________________________________________________________________________________ 17.回到問題與討論 7，同樣濃度，不同的酸性水溶液，導電度為什麼會不同呢？ __________________________________________________________________________________________________________________________________
l 觀看 LIS 的影片，看看科學家當時是怎麼想的吧！( EP16 下 ) 18.除了影片提到的內容之外，你覺得阿瑞尼士的理論能獲得肯定，還有什麼關鍵性的證據嗎? __________________________________________________________________________________________________________________________________
拉瓦節 提出質量守恆、元素命名法
1787
1804
亞佛加厥 提出分子的概念
道耳吞 提出原子說
1811
這個教案是許多老師一起努力設計與準備的，請寫下自己的學習心得感想:
6
1884 A 派 B 派的爭論
湯木生提出 電子的看法
1897