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化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

点赞:793 时间:2019-05-22 阅读量:566

 

国立台中二中88週年校庆(99年12月5日)曾经举办自然科科学竞赛活动,名称为《英士路的祕宝》,由自然科的教师规划设计活动,学生组队参加。此竞赛活动的规画分为三项关卡:(1)乙炔枪射远比赛,(2)离奇的总汇三明治,(3)转吧!七彩霓虹灯!本文改编自《转吧!七彩霓虹灯!》的活动内容,并且简述此竞赛执行的情形,提供给大家参考,并请惠予指教。 请按此连结,参阅「学生讲义」 

教师手册(Teacher’s Guide)

关卡流程

1. 教师先秀出一根含多层多彩溶液的试管,吸引学生的兴趣。然后简介竞赛实验内容和计分标準,时间花约3分钟。
2. 请学生于22分钟内,利用稀盐酸、稀氢氧化钠溶液、饱和食盐水、紫色高丽菜汁及七根试管,在试管中创造多层多彩的溶液。

事前準备

1. 製备紫色高丽菜汁
a. 取四片至五片的紫色高丽菜,以水果刀切碎,置于烧杯中,并加入100 mL的蒸馏水。
b. 以酒精灯加热,直到高丽菜叶的紫色慢慢地褪成白色,即可熄火。
c. 以滤纸过滤溶液,取得紫色高丽菜汁。

2. 配製2公升的0.1 M氢氧化钠溶液
取8克氢氧化钠置于250 mL烧杯中,先以少量的蒸馏水溶解,再倒入2升的容量瓶中,加水至刻度线即完成配置。

3. 配製2公升的0.1 M盐酸
以吸量管量取16.7 毫升 12M的浓盐酸,加入有少量蒸馏水的烧杯中,再倒入2升的容量瓶中,加水至刻度线即完成配置。

4. 配製2公升的饱和食盐水
在2公升的烧杯中,加入过量的食盐(食盐水在25℃的溶解度为 35.9 g/100 mL),适度搅拌后,以滤纸过滤即完成配置。

5. 配製一根含多层多彩溶液的试管
a. 先在7根试管中配製不同比重的食盐水溶液,再加入紫色高丽菜汁。
b. 然后利用0.1 M盐酸及0.1 M氢氧化钠溶液调整7根试管的颜色。
c. 最后,依比重大小,由大到小,以倾斜试管约30度方式,用滴管慢慢地滴入上述不同比重的食盐水溶液到一支试管之中,即可做出多层多色溶液的试管。
d. 含多层多色溶液的试管如图三所示。

化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

图三 教师事先在试管中配製多层多彩的溶液

教学提示

1. 提醒学生配分的标準,以层数和色彩数决定得分。
2. 使用氢氧化钠及盐酸水溶液时,必须载护目镜和载手套操作。

 参考答案
1. 紫色高丽菜汁在酸中、在中性中及在硷中的颜色为何?
答:中性溶液中呈现紫色,在酸性溶液中呈现红色,在硷性溶液中则呈现蓝色、绿色或黄色。 

2. 本实验竞赛中,食盐水的功用为何?
答:调整不同颜色溶液的比重,让不同颜色的溶液可以顺利分层。

3. 如何在试管中创造出多层次、多色彩的水溶液?
答:先在7根试管中配出不同比重的食盐水溶液,加入紫色高丽菜汁后,再利用0.1 M盐酸及0.1 M氢氧化钠溶液调整7根试管的颜色,最后依比重大小,由大到小,依次慢慢地填入成品的试管之中,即可做出多层次的彩色溶液。

参考资料和延伸阅读

1. An Overview of pH, http://www.braukaiser.com/wiki/index.php/An_Overview_of_pH.
2. Red Cabbage, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Red_Cabbage.
3. Red Cabbage pH Indicator, http://cnmesm.wikispaces.com/Red … atural+pH+Indicator.
4. Do It Yourself: Cabbage, http://www.webexhibits.org/causesofcolor/7G.html.
5. Coloring Food, Naturally: The effort to eliminate synthetics gives chemists the blues, http://pubs.acs.org/cen/business/86/8650bus1.html.

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附录

甲、竞赛活动招生宣传

化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

一、目的:提昇学生对学习自然科学的兴趣,增加校庆活动的多元性及趣味性。

二、对象:台中二中1~3年级学生,以四人一组报名参加,上限为30组,录取优先顺序以报名时间为主。

三、时间:12月17日(星期五)下午2:10 ~ 4:10。

四、地点:台中二中校内。

五、活动内容:分成三个关卡,一个关卡最高10分,最低0分,每一个关卡讲解3-5分钟、比赛20-22分钟。关卡内容紧张刺激、轰动武林、惊动万教,不玩可惜啊!
☆ 关卡名称及关主
1.转吧!七彩霓虹灯!  关主:颜伯昌老师、曾耀庭老师
2.离奇的总汇三明治  关主:林怡秀老师、谢念洁老师
3.关键一击  关主:蔡旺璋老师、陈亭芝老师

六、奖项:活动奖品及奖状由学校支出。
金牌奖:一组     奖品:1000元礼卷
银牌奖:一组     奖品:800元礼卷
铜牌奖:二组     奖品:600元礼卷
佳作:四组     奖品:400元礼卷

七、参加竞赛报名回条(略)

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乙、教师预演和工作分配

感谢老师您拨空参与本次竞赛活动,为了让校庆活动的品质更好,我们将在12/10(星期五)下午预演本次竞赛活动,时间表如表二所示。正式比赛日期是12/17(星期五),时间表如表三所示,请您记得前来参与。
自然科祕宝召集委员会

表二  12/10预演时间表
化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a表三  12/17正式比赛时间表
化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

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丙、竞赛活动照片

比赛前教师向学生说明竞赛注意事项,如图四所示。学生正在进行「转吧!七彩霓虹灯!」的操作过程,如图五和图六所示。

化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

图四 比赛前教师向学生说明竞赛注意事项

化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

图五 学生正在努力地配製多层多彩的溶液

化学竞赛活动:创造多层多彩的溶液(Multi-Layer a

图六 学生高兴地展示她们创造的多层多彩溶液

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丁、赛后报导

庆祝88週年校庆  自然科科学竞赛  英士路的祕宝

〔记者蔡旺璋/台中市英士路採访报导〕为了庆祝台中二中88週年校庆,自然科举办了科学竞赛—英士路的祕宝,活动分为三个关卡:(1)转吧!七彩霓虹灯!:主要是利用紫色高丽菜汁在酸性、中性和硷性中的颜色变化,以及不同浓度食盐水的比重差异,在试管中製造出多层多色的溶液。(2)关键一击:使用电石粉末与水反应产生乙炔,再用点火枪点燃而使养乐多瓶击发。(3)总汇三明治:分成四个小关卡,闯关者必须利用物理所学知识,像是白努力定律、摩擦力等概念,来完成四个小任务。当天的活动相当的紧凑又刺激,同学们为了赢得大奖无不纷纷地卯足全力,利用所学知识来面对挑战,最后金牌奖由三年21班李丞凯、江骏立、蔡仁富及周伟伦的「人戚漆凄沏萋妻」队所获得。

活动有趣吗?听听学生的说法就知道了。记者于赛后访问了参加比赛的二年7班学生彭暐舜,他说:「乙炔枪真是太有震撼力了,但要射得远也不是很简单,物理的关卡很有挑战性,而紫色高丽菜很有技巧性,我回家一定要好好的苦练,明年一定要再参加拿走大奖。」 

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