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肺活量、二氧化碳與酸鹼中和(2/3)~實驗課篇

延續上一篇的氫氧化鈉酚酞溶液的褪色測試,這堂實驗課安排了二個活動,一個是用吹的,一個是用滴的。分別帶四個班操作,再慢慢修正做法,最後一個班最幸福,流程比第一個班順暢!

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2019-10-24 06:58:39 最後編修
2017-09-26 21:42:06 By zfang
 

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當三年級的進度即將告一段落,剩餘的幾週時間,除了考試檢討自習外,也利用這時間補做幾個實驗。國二時雖然學校已經進了滴定管,卻沒有滴定管架,以致於無法真正操作。這回~趁著二年級正在學酸鹼,三年級的我們也來重新回味酸鹼中和。

延續上一篇的氫氧化鈉酚酞溶液的褪色測試,這堂實驗課安排了二個活動,一個是用吹的,一個是用滴的。分別帶四個班操作,再慢慢修正做法,最後一個班最幸福,流程比第一個班順暢!這篇主要記錄的是在312的活動,他們比其他三個班晚了一個星期做實驗。

  

之一  用二氧化碳中和滴有酚酞的氫氧化鈉溶液

『氫氧化鈉的濃度用多少?』在實驗室我以1克的氫氧化鈉配1升的水最容易,此時濃度為0.025M,pH約12~13。在氫氧化鈉溶液中滴入酚酞,其實氫氧化鈉溶液可以更稀一點,酚酞的變色範圍是pH8~10,要讓酚酞變紅色,只需0.001~0.0001M的氫氧化鈉。

請學生自備一人一根較長的可彎式吸管,可彎吸管可避免臉正對試管口。以燒杯裝40cc分給各組(我是四個人一組,一個班共10組),一人一根試管以量筒量取4CC已變紅色的氫氧化鈉溶液加入試管,此時溶液高度約為試管的1/4。
然後,開始吹。


沒跟他們說結果將會如何,只告訴他們好好觀察顏色變化,學生們吹得專心。

要吹到什麼時候?會有什麼變化?雖然已經在準備基測了,但學生對國二的化學似乎仍是忘光光。不提醒他們的結果,反而製造化學變化結果會如何的期待。


在12班的時候,濃度配的稍濃了,他們吹的時間比預期久。

相當令我訝異的是,一向活跳跳的12班在吹的時候居然一片靜默,只聽到試管傳出呼嚕嚕的氣泡聲。直到二分多鐘後,有同學的溶液才褪為無色,當第一個完成後,其他同學陸續也慢慢有變化了,也開始跨組討論起變化了。吹到變色不容易,半開玩笑說吹最快的人不是因為肺活量大,而是呼吸中的二氧化碳濃度太高,說不定~這些人也成為最容易被蚊子看上的人喔!

剩下的20cc粉紅色的氫氧化鈉溶液,還要做什麼呢?咱們要進行第二個實驗,來比較看看,鹽酸厲害,還是呼出去的二氧化碳?

 

之二 以鹽酸滴定氫氧化鈉溶液,並進行計算

請學生將燒杯中剩下20cc的氫氧化鈉溶液倒入錐形瓶中,將燒杯洗淨來盛裝我已配置好的稀鹽酸。『老師,對不起~我們沒有氫氧化鈉了。』為什麼?剛剛吹氣變色實驗,吹上癮的同學吹上二、三遍,把剩下的氫氧化鈉吹完了!!

教他們如何將將滴定管與架子放低,並以漏斗協助將酸液滴入滴定管中,並複習如何將滴定管前端的空氣趕去。


上課也常被我唸的昕甫,這一刻~成了二位女同學崇拜的對象呢!
(雖然操作是錯誤的,但我覺得這張相片有意思。)


進行酸鹼滴定實驗,請他們慢慢滴並記錄數據,完成滴定且滴入鹽酸體積相近就算OK。

國中的酸鹼滴定屬於定性實驗,著重在觀察酸鹼中和前後的變化,而這回我們來點兒小小的定量分析,問他們:『你們這組滴了多少才變色?』有一組回答:『87滴。』87滴?傻眼,我要問的是體積啦!滴定管上有刻度,藉由刻度的體積變化量,於是可以知道我們滴入的鹽酸體積,學生卻誤以為要數的是滴入的滴數。

不久後,各組分別完成數據。『好啦!咱們有數據啦~接著要做什麼呢?』前面是觀察變化,接著要來計算了。我把題目寫在黑板上,請學生直接記錄在實驗桌上,以組為單位。

第一題:本實驗的氫氧化鈉配置是將1克溶於1升水中。已知原子量Na=23,O=16,H=1,請問實驗所用的氫氧化鈉濃度為多少M?

第二題:取20毫升前面配置的氫氧化鈉溶液與未知濃度的鹽酸進行酸鹼中和(滴定),鹽酸用去的體積為各組實驗結果,請試著算出滴定管內的鹽酸,其濃度為多少M?

上的是普通班,能正確算出來的學生並不多,參考答案在文章最後。不為難他們~在講解時,程度夠的同學多少聽一聽,而一般同學如能正確操作滴定管,並能觀察到其中的變化,就是這堂實驗課的收穫!而我,透過實驗活動也意外發現...


平時上課沒在聽的二位學生,當二人同一組時,做起實驗來居然相當有模有樣!

他們正在操作將滴定管前端空氣趕出。學校器材足夠,一班40人,我通常分8~10組,盡量讓每個同學都能有機會操作,實驗課我並非事先依程度固定組別,而是常在四個班實驗課進行前,在黑板上亂數寫座號分組配對,學生很習慣這種方式,走廊集合好進來實驗室時,先看自己坐哪,同組有誰,再對號入座。經過二年的實行,發現這方式也不錯,學生們每次都能夠與不同的同學一起進行操作。同組同學有男有女、程度有高有低,偶爾也會出現同組同學操作上都有困難,此時再微調便可。

312這堂實驗課表現意外的好,而且異常乖,大概與前一週因為有許多同學未帶材料且態度散漫而被我禁止做實驗趕回教室有關。呵呵~這是因為我在課堂已經夠兇了,而上實驗課更是不容學生們胡鬧,他們都知道只要違反規定,全班就立刻帶回班上。遇到一個可愛的小老師,就是前一篇測試篇的主角~仁保,只要是動手做課要自備材料,他常常會多準備一些,有一次還準備全班的量,問他問什麼這樣?他說,前一天他忘了再提醒同學,希望不要因為有人沒帶讓老師生氣,而使全班不能做實驗呢!他,真的是308最優的理化小老師呢!

實驗結束並整理完畢,離下課還剩下將近5分鐘,還能做什麼呢?於是,又意外衍生出下一篇的男女大對決,請見續篇:肺活量、二氧化碳與酸鹼中和(3/3) 男女對決~挑戰312!

 

 

參考答案請反白:

第一題:NaOH分子量=40,1克NaOH=1/40 莫耳 = 0.025莫耳,溶於1升水中,氫氧化鈉溶液莫耳濃度為0.025M

第二題:依實驗操作結果,若用去10毫升滴定管內的鹽酸溶液恰可讓錐形瓶中20毫升的氫氧化鈉溶液由粉紅色褪為無色,氫氧化鈉溶液第一題已算出為0.025M,根據酸鹼中和H+莫耳數=OH-莫耳數,且莫耳數=濃度(M)×體積(V),則可寫出下列關係式:M1×V1=M2×V2 (其中M1代表[H+]、M2代表[OH-]),將數據代入, [H+]×10= 0.025×20,[H+]=0.05M,即鹽酸的濃度為0.05M

 

 

分類:創意教學與科學活動 2012/06/21 15:37

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