化學科

上製氯氣實驗課時，時有多餘氯氣彌漫教室，嗆得人人咳嗽，嚴重的回家後胸口作痛，所以我們請教老師開始研究如何安全收集氯氣、溴氣等。並進一步研究其化性。

酸鹼滴定(5)由於指示劑變色判定不易，且氧化還原滴定(8)及沉澱滴定 (10)並無適 當指示劑，因此不易判定當量點，但三項滴定試驗皆會放熱，所以本研究利用溫 度判定當量點。由恆溫試驗得知：自製恆溫裝置之溫度變化速率為每分鐘下降\r 0.052℃，顯示其保溫效果良好，因此能更準確量取當量點。由酸鹼滴定之熱譜圖 結果顯示，其熱譜圖之當量點準確度高達95.49%以上；自熱-電壓試驗得知，溫 度愈高導電性愈大，因此放熱不明顯之反應即可利用導電性變化判定當量點。為\r 避免電解過程中產生氣體包圍電極而影響導電性，故將輸出電壓設定為0.8V(19)。 以市售H2O2(aq) 滴定KMnO4(aq)之氧化還原熱譜圖，可算出H2O2(aq) 濃度為3.4%，誤差 為2.86%；以HCl(aq) 滴定AgNO3(aq) 之沉澱滴定熱譜圖可求得AgNO3(aq) 濃度為 0.525M，誤差為5.00%。因此由溫度求得當量點是一準確可行的方式，並可應用\r 於其它放熱反

本實驗是從最初遇到礦泉水無法使小燈泡發亮的問題，進而開始思索問題癥結所在。突發奇想地想利用電解質在水中的移動來仿造猶如耶誕樹上的跑馬燈般閃爍不已。使肉眼看不見的無色電解質在水中的移動情形，利用指示劑的變色原理，讓離子的移動原形畢露，一窺其導電原理。探討它在國中理化實驗的應用性及跟我們生活息息相關如飲用水、地表、地下、雨水的離子濃度做相互比較。

本研究探討太陽能板的發電性能及其應用於國中課本內電化學實驗，例如電解水及電解硫酸銅用於銅離子回收等的可行性。研究結果發現太陽能板開路電壓會隨著板面溫度的上升而下降，在太陽下太陽能板開路的電壓平穩，短路電流不隨著照度增加而增加。以SM5151串聯的太陽能板為電源用於電解水，氫氣的產生速率是使用直流電源的兩倍，可於45分鐘內收集到8ml的氫氣，其效果遠比課本上以三顆乾電池串聯為電源佳。以太陽能板為電源配合設計的裝置電解CuSO4(aq)，銅在負極上的吸附情形良好，可應用於廢液中銅離子的回收及物品的電鍍。本研究結果顯示以太陽能板發電，除了用於永續能源的教學外，可應用於課本上電化學實驗之改良，還可將實驗搬到教室外陽台上做。

優點： 一、高中組作品特多，共有21件，為歷年來所少見，且有多件均以課本教材為主題，深入探討或對於實驗提出改進，均可供改進教材之參考。 二、在國中組有二年前在高小組獲蔣的作品，繼續研究改進，從各總便因探討製造金體之最佳條件，今年終於以「晶生有道（續）」為題，獲得國中組第一名。科展貴在長期而有計劃的科學研習，此為一例。 三、展覽方式與學生表達能力較以前進步。 尚待改善者： 一、多數參展者不了解實驗數據的處理方式（例如多次測定的準確度，數據的再現性等）。 二、多數參展者，文獻的探討不足，對過去是否已有類似作品，並不了解。 三、少數研究題目內容超出作者可理解的程度。

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。

我們在暑期科學營中曾做過「電解硫酸銅溶液」的實驗，但對負極所析出的黑色物質則大惑不解，因此設計了一系列實驗來探究其原因。此外，在實驗過程中，我們發現電解後殘留在濾紙上的溶液，經過一段時間後，結品析出形成樹枝狀紋路，為找出其形成條件，所以進行第二部分的實驗。

在這篇研究報告中，利用結蘭膠遇二價金屬離子產生凝膠的特性，結合碳酸鹽和酸的反應，設計成一個發泡小粉圓，不但趣味性高、食用價值高，而且能以此來做定量分析。利用小粉圓中產生的二氧化碳至某個量時，會將小粉圓帶到液面上，來測量所需的時間，分別就反應溫度、碳酸鈣濃度、檸檬酸濃度、反應物碳酸鹽種類和不同酸種類等方面，測量小粉圓上浮的時間。以時間倒數的大小表示反應速率的快慢，經過分析，證實了理化所學到有關反應速率的知識，反應溫度升高，反應速率加快，反應物濃度升高，反應速率也加快，至於反應物種類，溶解度大的鹼土金屬碳酸鹽的反應速率大於溶解度小者，而強酸的反應速率大於弱酸。一、將小粉圓溶液滴入檸檬酸溶液中二、小粉圓形成且都沉在燒杯底下三、一段時間後小粉圓開始浮上來四、發泡小粉圓形成且全都浮在液面上

一般培養晶體之方式是利用〈一〉減少溶劑《蒸發法》〈二〉降低飽和溶液的溫度等兩種方法，本實驗是提出第三種方法即利用可與水互溶的低介電常數溶劑，加入飽和鹽類溶液中，來培養晶體，我們發覺若將溶劑直接倒入飽和溶液中，析出的晶體成粉末狀或細顆粒狀，若控制溶劑流速，使溶劑慢慢流入飽和溶液中，則會長出漂亮的晶體。流速越慢則晶體長得越大，最後我們可以發現利用棉線的毛細現象來控制溶劑的流速，流速可以很慢，且棉線頭可以當晶種，培養出的晶體又大又漂亮。

本實驗以不同類型酸作為木屑纖維素水解的催化劑，以及在不同反應條件(如加熱溫度、時間)下，探討木屑纖維素催化水解的成效。 \r 我們利用催化劑加速木屑纖維素水解成葡萄糖後，一部分溶液加入定量的斐林試液，觀察Cu2O(s) 沉澱量變化，另一部利用旋光度計測定醣類的旋光度。進一步，想要利用催化效果佳的催化劑，改變操作時間、溫度時，找出一個最佳的反應條件。同時利用最佳操作條件，改變水解液與木屑原料之比值，使木屑纖維素轉化為再生性能源能有效被利用。 \r 結果顯示，木屑於不銹鋼容器中加入小鋼珠，以質子酸與路易士酸(0.3 N HCl + 4.0 AlCl3) 為酸性催化劑組時，木屑纖維素催化水解產生葡萄糖的效率最佳。