化學科

自國中理化課本第一冊第六章「熱和化學變化」的實驗堙A硫酸銅溶液加鋅粉產生了銅，但反應產生的鋼是近似咖啡色，與平日觀念中的「紅銅」大不相同，於是我們便請問老師，是否我們實驗方法或材枓出了問題否則怎會產生咖啡色的銅呢？老師說：「懷疑加假設與求證，便為解惑石。」所以我們幾人便開始以假設與實驗來改進課本上的實驗。

日常生活中隱藏著許多科學原理；如西遊記中孫悟空所請的「冷龍」及中國大陸法師騙人的把戲「熱油洗手」和「油炸鬼」。利用回鍋油與沸點小的溶液共熱，沸點低的底層所吸收的熱量先用本身的擾動和對流，再傳遞給油體，使得油溫並未立即上升。加入碳酸氫鈉遇熱或遇酸則會產生二氧化碳氣泡導致油體擾動，此時的油溫遠低於沸騰時溫度。而且碳酸氫鈉粉末和油共熱會有皂化反應並產生上浮的肥皂。研究發現： 一、會產生二種不同程度的擾動；第一階段為杯底氣泡開始上升至液面且油體溫 度低上。第二階段則是整杯液體全面擾動油溫高。 二、醋酸的濃度低於10%會使第一階段的平均溫度低於60℃。 三、加入的水量和醋酸量所測得擾動溫度差距不大。 四、松香水易揮發比重較油小，難以影響回鍋油的擾動。 五、事先添加碳酸氫鈉粉末於鍋底是最安全的方式，加熱或加入少許醋酸，會因二氧化碳的產生讓油體擾動，此時油溫均小於60℃。

這次的實驗，主要是探討兩成分系統氣相、液相的平衡。實驗時以甲酸(HOOH)─水(H2O)微系統成份，在一大氣壓下，測量溶液的沸點和氣液相的組成，描繪並整理結果，以對共沸點有初步了解。

茶飲是人類經常攝取的飲品之一，但現代人因為忙碌或貪圖方便，常常以市售茶飲料來代替現泡的茶湯，可是市售茶飲料真的能完全替代現泡茶湯的地位嗎？本次研究以此為發想進行一系列的實驗。 關於滴定使用的藥劑，在經過多次測試後，選定用硫氰化鐵來進行滴定，其色澤變化鮮明，且實驗結果之數值與廠商所標示之茶多酚含量十分接近。 為找出茶葉能釋放出最多茶多酚的條件，分別針對沖泡溫度、沖泡時間、沖泡次數以及不同水質對茶多酚的影響進行探討，討論出最適當的條件後，再以此條件進行實驗，作為和市售茶飲料及現泡茶飲料比較的依據。 除此之外，本研究亦對時下正流行的冷泡茶進行實驗分析。研究浸泡的天數對茶多酚的釋放具有多少的影響。

在專題實驗中將 KI(aq)與 Pb(NO3)2(aq)反應產生的黃色 PbI2(s)，偶然地加入雙氧水後，發現反應非常劇烈並產生紫色與白色氣體，這種奇妙現象引起我們的興趣。再者 KBr(aq)、KCI(aq)與 Pb (NO3)2(aq)反應產生 PbBr2(s)、PbCI2(s)若加入雙氧水後，是否反應會產生紅棕色與黃綠色氣體呢？為了揭開這些問題的謎底，於是我們著手設計並進行實驗加以探討。

自然界有些物質，其化學主成分相同，外觀與物理性質卻相異，如「同素異形體」；有雜質的礦物也有此現象，如黃銅礦的外觀色彩與條痕色不同。因此，需藉助化學定性與定量的分析，方能鑑定其成分。本實驗的金色樣品，嘗試以稍微繁複的流程，進行分析之後，確認其主成分。研究結論如下：一、還原回銅粉的最環保方式：先以鹽酸溶出雜質，過濾乾燥後，透過燃燒轉為氧化物，並以碳進行還原，再以浮選法與過濾可得！若以硝酸與之反應後再電解，則過程無可避免有酸性氣體產出。二、儘管”CuS”為黑色，但外觀金色的本樣品，主成分可能也相同。三、硫化銅的產生，推測可能是：先前硫粉燃燒時形成的SO2氣體，排出瓶內O2後，沸騰中的硫與蒸氣浸入銅粉罐悶燒而形成。

課外活動課，我們參加的是科學研習，因凡課本中有理論說明，而無實際驗政者或實驗的結果現象不明確，誤差大者，我們都會就教於老師，共同研究設計改良。

水果皮富含酯類，摩擦後會散發出令人愉悅的氣味，目前水果精油已廣泛應用在食品或香水等產品中，透過午餐廢棄水果提煉出芳香酯類添加在金門高梁酒及指甲油中成為另類商機。 本研究利用酒精溶劑來初步萃取鳳梨、檸檬、香吉士果皮中的芳香酯類，經過濾蒸餾冷凝來萃取芳香溶液，結果顯示越晚蒸餾出來的溶液，芳香味道愈濃郁，且折光甜度計測出之甜度數值也隨之降低，間接證明天然水果芳香酯類濃度愈高，甜度數值愈低。利用廣用試紙檢驗萃取蒸餾溶液酸鹼性，愈晚蒸餾出來的，試紙呈色愈偏深綠色，推論產生的芳香酯類導致溶液偏向中性。 利用水玻璃與萃取出來之檸檬或鳳梨芳香酯類互相混合後製成指甲油，不需使用任何揮發性毒性有機溶劑的環保性指甲油。

我們以濾紙為載體，電解「有顏色的電解質水溶液」來驗證阿累尼士的電離說；也以投影片為載體，電解「廣用試紙的色水」來了解電解水的正負極反應及酸鹼性變化；了解市售電解水機的製造法，也自製了「兩極分流電解槽來電解水、電解食鹽水」，利用控制正、負極出水流速、不同電壓大小、不同電極種類等，已成功地找出電解水兩極分流的最佳條件。我們以自製的正極酸性氧化水來軟化回收紙，製成手抄再生紙；以自製的負極鹼性還原水代替清潔劑，清洗油膩的便當盒及模擬鹼洗中和工廠排放的二氧化碳，提供維護環境，減少二氧化碳排放的另類可行辦法。

有一天，修理熱水器水管的工匠大叫：「怎麼不銹鋼也會生銹！」我好奇的挨近去看，果然不錯，熱水器要輸送熱水的管子，和不銹鋼水管相連結的地方破了。工匠忙著工作，我在旁邊觀察，腦子一直想：「不鐫鋼的管子為什麼會生銹？」「不鑄鋼是不會生銹的！」我百思不解，想不透這個道理，回到學校請教老師。老師說很好的問題，我們去年十一月間，上自然科學的第五單元，「鐵生鏡」已實驗過鐵生銹的道理。鐵生鏡一定要有氧氣和水份。但是除了這兩個因素外，可能還有別的原因，致使金屬生銹、破洞。研究金屬是怎樣生銹的？於是做了下面的實驗。