11/21 鐵釘自己換衣服---藉由擴散作用鍍銅在鐵釘上 簡介 在一支試管中下層裝藍色的硫酸銅結晶，上層裝白色的氯化鈉結晶，在白色氯化鈉結晶上加入水和靜置的釘子。幾天後氯化鈉結晶的那一層會變成綠色，而且在鐵釘表面上會出現金屬銅。 示範步驟 1. 在試管中置入 2-3 公分高的含水硫酸銅結晶。 2. 取一張濾紙，剪成大小與試管內徑相同的圓形，覆蓋在含水硫酸銅結晶上。 3. 再加入大概為硫酸銅結晶一~兩倍高度的鹽巴。 4. 在鹽巴上覆蓋一張的濾紙，如圖一所示。 5. 從試管的頂部加入水，直到水位高於鐵釘的頂部。再以橡皮塞塞住，如圖二所示。 6. 放進二根鐵釘於試管的水中。 7. 靜置觀察幾天，如圖三與圖四所示。 圖一 在試管內置入硫酸銅和鹽巴。 圖二 在試管內加入水和鐵釘。 圖三 靜置約 24-36 個小時。 圖四 左試管為放置 36 小時，右試管放置 0.5 小時 圖五 左圖為實驗後 36 小時的鐵釘，右圖為剛買來的鐵釘。 溶液和器材 1. 含水硫酸銅 (CuSO 4 ‧5H 2 O)，少量。 2. 固態的鹽巴 (即氯化鈉)，少量。 3. 沒有生鏽的鐵釘四支。 4. 量瓶一個。 5. 蒸餾水。 6. 橡皮塞二個。 原理和概念 1. 在藍色的含水硫酸銅水溶液中，銅離子散佈在水溶液中。當銅離子擴散到鹽巴的那一層時，它們會與氯離子結合成綠色的 CuCl 4 2- ，其反應式如下： Cu 2+ ( aq ) + 4 Cl - ( aq ) → CuCl 4 2- ( aq ) 2. 當銅離子碰觸到鐵釘時，會進行氧化還原反應，此為自發性的反應，其反應式如下： 氧化反應：Fe( s ) → Fe 2+ ( aq ) + 2 e - 還原反應：Cu 2+ ( aq ) + 2 e - → Cu(s) 淨反應：Cu 2+ ( aq ) + Fe( s ) → Fe 2+ ( aq ) + Cu( s ) 教學提示 1. 問學生所觀察的現象，要求其寫下反...