请按此连结,参阅「学生手册」

教师手册 (Teacher’s Guide)

教学提示

1. 壹元铜币在空气中会与氧气、二氧化碳及水等物质反应而生成硷式碳酸铜,CuCO3•Cu(OH)2,颜色为翠绿色,是铜在自然界中最常存在化合物形式。因此,我们常常会发现壹元铜币的表面有些绿斑,在进行实验前可以用稀醋酸或食用醋清洗之。

2. 铜币与锌粉及氯化锌溶液的浸煮过程,要注意铜币是否完全浸入溶液中,并适时以金属镊子翻转铜币,使铜币均匀镀上一层金属锌。

3. 清洗已镀上一层金属锌的硬币时,可藉由手指轻轻刷洗。不可用强力水注沖刷,也不可以太大力搓柔,以免已镀上锌金属剥落。

4. 以电热板加热壹元银币时,当颜色由银灰色转变金黄色时,要立即以镊子夹起硬币,离开电热板,并以冷水沖洗之。如果没有立即夹起硬币,使其继续加热,则无法得到闪亮的金币。

5. 加热时所需的温度是由电热板所提供,控制温度的高低较为不易。若加热速率太慢,则需要较长的加热时间,若加热速率太快,则容易造成溶液的喷溅。因此,加热的过程中,要注意溶液的温度变化。

6. 由于此实验的药品是利用氯化锌溶液,而不是使用氢氧化钠,因此加热过程中不会产生有刺鼻难闻的气味。

7. 在实验结束后,请务必学生放置「银币」和「金币」在高热的电热板上加热,恢复为原来的铜币。本实验并非故意伪造「银币」和「金币」而损毁此钱币,纯粹用于以教育为目的的教学。

8. 银白的硬币变成金黄的硬币是利用两种不同的金属来形成合金,本实验可以加强说明合金形成的过程及条件,也可说明固体与固体之间的反应、氧化还原反应,以及冶金反应等方面之教材。

药品配製

● 约1 M醋酸:取29 mL的乙酸(醋酸)置于一个烧杯中,再加入蒸馏水到500 mL的刻度线,搅拌均匀。此稀醋酸之量可供全班使用。

实验纪录样本

拍照壹元铜币、银色的壹元硬币(「银币」)和黄金色的壹元硬币(「金币」)并张贴于此处,如图七所示。

化学实验室实验:不用氢氧化钠,「铜银金币」变变变〔II〕化学实验室实验:不用氢氧化钠,「铜银金币」变变变〔II〕图七  原来的壹元铜币、「银币」和「金币」

参考答案

1. 壹元铜币的颜色之变化为何?
答:一开始红棕色的铜币因有金属锌的附着而变成银色,然后因金属锌和金属铜熔化并混合在一起,形成黄铜而变成金黄色。

2. 本实验可以製造出或产生什幺物质?请区分这些物质是元素、化合物或混合物。
答:在本实验中,锌离子被还原成金属锌,金属锌是元素。金属锌镀在铜币上,再经由加热使两种金属熔化并混合在一起,形成黄铜合金,合金是混合物,因此黄铜是混合物。

3. 壹元铜币变成银色的壹元硬币,以及变成黄金色的壹元硬币是物理变化,还是化学变化?
答:在壹元铜币变成银色的壹元硬币的实验中,锌离子被还原成元素锌,是一种化学变化。在银色的壹元硬币变成黄金色的壹元硬币的实验中,金属锌和金属铜加热而熔化并混合在一起,形成黄铜合金,是一种物理变化。

4. 常见之铜的合金有哪些?本实验中的「金币」是哪一种合金?比例不同会有颜色上的差异吗?
答:青铜(铜锡合金),黄铜(铜锌合金)和白铜(铜镍合金)…等。本实验所得的金币是一种锌铜合金的黄铜,若镀在铜币上的金属锌之含量不同,则会改变锌与铜的比例,导致加热后的颜色会不一样。


参考资料和延伸阅读

1. An Alchemist’s Dream Come True, http://chemsite.lsrhs.net/Intro/ … enny_Experiment.pdf。
2. COPPER TO GOLD: THE ALCHEMIST’S DREAM! http://artandchemistry.weebly.co … 1/the_penny_lab.doc.
3. AN EXPERIMENT IN ALCHEMY: COPPER TO SILVER TO GOLD, http://www.chymist.com/copper silver gold.pdf.
4. Turning copper coins into ‘silver’ and ‘gold’, http://www.practicalchemistry.or … nd-gold,275,EX.html.
5. Standard Reduction Potentials, http://www.jesuitnola.org/upload/clark/refs/red_pot.htm.
6. Brass, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Brass.
7. 黄铜,维基百科,http://zh.wikipedia.org/wiki/黄铜。


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