淌血的心—硫氰化鉀與鐵離子的反應 王瓊蘭 新北市立新店高級中學 教育部高中化學學科中心 wang7581@ms22.hinet.net n  影片觀賞 本實驗影片由教育部化學學科中心提供。 影片網址：淌血的心，http://youtu.be/C6zzwaetPU4，YouTube。 n  簡介 老舊的住宅常會有些漏水的問題發生，原因是白鐵製的水管，埋藏在牆壁及地板裏，經年累月難免鏽蝕，同時會釋出鐵離子污染水質，使得水的口感變差。到底該如何取樣，才能檢測出，是哪些管線的水管，可能已經生鏽了。 當鐵管內部產生一些微小的腐蝕生鏽，所釋放出的鐵離子，含量應是非常稀少；再加上使用水時，會流放出大量的自來水，稀釋掉鐵離子，因此使得肉眼無法觀察出，水中鐵離子所呈現的黃褐色。若是能將水管中的水，滯留一個晚上，於一大清早打開水龍頭時，先盛取一杯水，添加微量的硫氰化鉀與鐵離子反應，再用光電比色計[1]或許可把產物血紅色的硫氰化鐵離子檢測出來。上述反應的原理是鐵離子（Fe3+(aq)，黃褐色），與硫氰根離子（SCN–(aq)，無色）反應，會生成硫氰化鐵離子（[Fe(SCN)]2+(aq)，血紅色）。然而，檢測自來水中的鐵鏽含量，必須使用精密的儀器，採用嚴謹的化學分析方法[2]，方能得到可以信賴的數據。 為了簡單的看出鐵生鏽的現象，不妨依據以下的步驟，作一個誇大而有趣的實驗；讓肉眼能即刻捕捉到白鐵生鏽，並滲出鮮血的模樣。 n  器材與藥品 l  迴紋針 5個 l  塑膠點滴瓶（20 mL） 3個 l  3 M硫氰化鉀（Potassium thiocyanate，KSCN） 15 mL／1瓶 l  3 M鹽酸（Hydrochloric acid，HCl(aq)） 15 mL／1瓶 l  35%雙氧水（Hydrogen peroxide，H2O2） 15 mL／1瓶 l  透明杯（50 mL） 5個 l  蒸餾水（600 mL） 1瓶 n  實驗步驟 1.      拿一根迴紋針，雙手抓住最長的一邊，並將兩個大拇指，指甲碰指甲的併攏；再用指甲的尖端，押住中點，然後用力一掐，向下按壓、抝折後，順勢將兩邊往上拉，彎扯成一個心形©。而後將較長的一頭，拉開弄直，並向上凹折；完成後，置於一旁，待用。 2.    在一個約50 mL的透明杯中，加入7分滿的蒸餾水，與約1 […]

創意微型實驗—可自動歸零的微型滴定裝置 方金祥1, *、黃琴扉2 1創意微型科學工作室 2 國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所 *chfang1273@yahoo.com.tw 傳統式之酸鹼滴定裝置中所使用之滴定管皆是以玻璃材質製成的，在操作時一不小心很可能會被弄斷或弄破。一般滴定管可分為透明滴定管與棕色滴定管，前者適用於一般酸鹼滴定，而後者則適用於滴定劑見光易被分解者如過錳酸鉀之氧化還原滴定。滴定管之容積有50 mL，25 mL，10 mL等規格，其價格較為昂貴。為了克服傳統式之酸鹼滴定裝置在進行酸鹼滴定時添加滴定劑時不易歸零及滴定管易破之缺點，在本文中將以更安全更經濟的丟棄式塑膠移液管（每支價格約為10元左右）設計成「改良型塑膠滴定管」，以代替傳統式的玻璃製滴定管，並配合儲存或承接滴定劑的容器設計成兩套耗用藥品更少，手完全不會碰到任何一滴滴定劑（如鹽酸或氫氧化鈉），而且滴定劑之量取也可任意設定後自動定其量（自動歸零），而在滴定後剩餘在滴定管中之滴定劑（鹽酸或氫氧化鈉）又可自動使其回收再多次使用，此一「可自動歸零的微型滴定裝置」每套成本約為五十元至一百元左右。 用來盛裝滴定劑容器之材質分為軟式（可擠壓）及硬式（不可擠壓）而設計成兩套可自動歸零的微型滴定裝置，其詳細製作過程如微型滴定裝置（一）及（二）所述。 n  可自動歸零的微型滴定裝置（一）之設計與製作 (一) 材料與藥品 丟棄式塑膠移液管（Disposable transfer pipette, 10 mL） 1支、塑膠三通活栓（Top 3-way stopcock） 1個、單孔小塑膠塞 1粒、透明塑膠軟管（內徑2 mm、長60 cm） 1條、稀鹽酸（1 M） 600 mL、熱熔膠（槍） 1組、血壓球 1個、小型電動打氣機 1組、塑膠滴管（3 mL） 1支、透明塑膠軟管（內徑3mm，長20cm） 1條 (二) 設計與製作過程 1.        改良型微型滴定管之設計與製作 為了克服傳統式之酸鹼滴定裝置在進行酸鹼滴定時之缺點，因此本文中兩套微型滴定裝置中之滴定管將以比較安全的10 mL塑膠材質之吸量管設計成改良型微型滴定管，其設計與製作方法如下： (1)     將一支10 mL丟棄式塑膠移液管之上面切掉3 cm，如相片一所示。 相片一：將丟棄式塑膠移液管之上面切掉3 cm (2)     用熱熔膠將一粒塑膠三通活栓固定在塑膠移液管之下端，如相片二所示。   相片二：塑膠移液管下端接上塑膠三通活栓 (3)     […]

跨學科科學課程設計— 「淡水河左岸」專題研究課程 鍾曉蘭 新北市立新北高級中學 教育部高中化學學科中心 chshirley2007@yahoo.com.tw n  前言 高中新課程99綱實施以後，越來越多的學校積極想要發展學校本位的課程，以突顯各校的特色，吸引更多的優秀學生進入學校。筆者結合學校所引以為傲的學校所在地－淡水河左岸（三重蘆洲交界地區、重陽橋附近，鄰近五股溼地），自然環境豐富而具多樣性生態，設計出以淡水河自然資源為主題的專題研究課程，統整跨學科（化學、地科、生物）所涵蓋與水資源與生態相關的概念、科學過程技能與活動，並考慮學生的特質，以學校每週二節的空白課程，以發現及探究式的教學方式，並部分融入多元智慧的教與學的觀點，帶領並鼓勵學生們以小組合作的學習方法去觀察、檢視、瞭解與分析環繞他們的自然環境，讓學生們應用已有的知識背景，進行一系列的試驗、探索和尋求問題解決的方法，期望提升學生對科學探索的興趣與科學技能，在小組互動學習中培養科學態度與正確的社會態度與價值觀，並進一步整合所學習到的科學概念與科學過程技能，規劃出解決當今社會環保議題中水污染的防治方法。 n  課程設計的理念 （一）   課程目標 根據需求評估後，訂定出四大課程目標，詳述如下： 1.        從活動中，瞭解學校附近的自然環境—淡水河左岸與五股溼地，培養學生愛護自然資源的觀念，並應用所學，設計出解決淡水河污染的可行方案。 2.        從探索活動中，引起學生學習科學的興趣，培養學生科學過程技能。 3.        培養學生批判性思考及解決問題等能力。 4.        藉著小組合作的學習模式，發展學生正確的社會態度與價值觀。 （二）   選擇教材 配合高一學生認知發展，選取下列相關教材及活動： 1.        自基礎化學選取與水資源相關的水的特性（如物性、化性），水溶液的性質以及水污染的種類與防治等科學概念。 2.        自基礎地科中選取水循環的相關概念，探討水循環的影響，藉以探討淡水河的自然資源的影響。 3.        自基礎生物中選取水圈的概念，探討淡水河左岸生態的改變 4.        自水污染防治法規中選取水污染種類與檢測方法，探討淡水河的污染情形。 5.        設計一系列參觀與實地的調查活動、探索式實驗，讓學生藉由「做中學」以及小組合作的互動中，獲得學習經驗，幫助學生瞭解淡水河左岸的變遷、生態變化及水污染對自然環境的影響，有助於發展學生的思考技巧、社會態度及提升學習興趣，亦有助於學生獲得資訊，將學習經驗應用於淡水河水污染的問題解決。 （三）   組織教材 以淡水河左岸的自然資源為主題，統整相關科學概念、科學過程技能、科學方法、科學現象等，以培養學生解決日常生活問題的能力、正確的科學態度與社會價值觀為訴求，課程架構如圖1所示。 圖1：課程架構 活動設計則納入多元智慧的教與學的觀點，以多元的方式設計並呈現教材與活動，如圖2所示。 圖2：將多元智慧觀點納入課程的活動設計 （四）    課程活動內容說明 第一週的二小時為預備週，說明本學期課程的主要活動內容，以及小組分組情形及任務分配，學習評量方式等事項。 1.        單元一：淡水河巡禮以四小時進行，認識淡水河左岸、探討淡水河左岸的變遷的活動各兩小時。 (1)     認識淡水河左岸：帶領同學乘坐遊船，從大稻程的小碼頭出發，從船上欣賞淡水河兩岸的風光，記錄並比較所觀察的兩岸自然景觀有何異同，進一步瞭解學校所在地－淡水河左岸自然環境與自然資源的特色。在行程中特別介紹學校附近的淡水河左岸原本是垃圾掩埋場，為學校帶來惡臭及河岸附近的髒亂。後來進行垃圾掩埋場搬遷後，近年來景觀變化非常大，空氣中的惡臭味與環境衛生、整潔及景觀問題改善不少。請同學思考並自省以下的問題：人們在河岸設置垃圾掩埋場帶給淡水河什麼影響？垃圾掩埋場搬遷後對自然環境真的沒有後續影響嗎？ (2)     探討淡水河左岸的變遷：請同學們事先蒐集淡水河左岸的相關資料（可以遊船之旅實地拍攝的相片、個人的心情、想法、素描等；訪問親友對淡水河的回憶、老舊的淡水河相片、相關書籍及網站等資料），以簡報的方式來介紹淡水河左岸的歷史與自然環境的變遷，並配合相關淡水河的歌曲、風景畫、小故事等，比較與表現出淡水河左岸今昔的異同，並請同學思考並自省以下的問題：人們的活動帶給淡水河左岸什麼影響？學生在活動後，繳交一份報告，對上述所提出的問題，根據自己的觀察，蒐集的資料、同組的討論後，提出自我反思後的想法並附上活動中所蒐集的圖片、相片等。 2.        單元二：探究五股溼地，分為六個小活動，總計以十二小時進行。 (1)     風華再現—五股溼地簡介（2 hrs）：利用五股溼樂園網站，http://share.tpc.edu.tw/wetland/。之”人文生態”內容進行五股濕地的人文、生態介紹（用PowerPoint介紹） […]