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參考【播放清單】龍哥高中化學    • 龍哥高中化學   小考題目與解答電子檔︰ https://drive.google.com/file/d/1YPdb... 【摘要】 1.檢討「化學式」小考，針對考卷中學生較常犯錯的觀念，例如化學式的書寫，詳細講解並釐清。 2.混合物的分離與純化方法，如蒸餾、結晶、萃取、過濾和層析等原理及應用，並輔以圖示說明，包含相關的練習題。 【重點整理】 混合物分離與純化方法及相關化學概念 第一部分：混合物分離與純化方法 1.核心概念： 自然界中的物質大多是混合物。 混合物的組成分子仍然保有各自的性質，因此可以利用組成分子物理性質的差異進行分離和純化。 分離的目的是將混合物的組成分離開，或是達到純化的目的。 2.常見的分離與純化方法： (1)蒸餾法：原理：沸點差異。 收集：收集沸點較低的物質。 例子：將鹽水中的水分蒸發，再將水蒸氣冷凝回收，從而將鹽和水分離。 (2)結晶法：原理：沸點差異。 收集：收集沸點較高的物質。 例子：加熱鹽水使水分蒸發，鹽會從中析出結晶，從而將鹽和水分離。 (3)傾析法：原理：顆粒大小不同。 例子：洗米時，米粒較大易沉澱，清洗米水將米粒沉澱至底部，即可藉由傾倒洗米水來濾出，留下米粒。 (4)萃取法：原理：溶解度差異。 例子：萃取茶水中的咖啡因，咖啡因易溶於乙醚，而與茶水分離。 (5)過濾法：原理：顆粒大小不同。 例子：將沙子和糖水的混合物倒入濾紙中，沙子的顆粒太大無法通過濾紙而留在濾紙上，糖水則可通過濾紙，而將沙子分離。 (6)色層分析法（層析法）：原理：附著力的不同。 例子：將綠色樹葉萃取液（含有葉綠素等色素）點在濾紙的起始線，用溶劑展開液展開，色素因附著力差異而被分離。 第二部分：小考重點檢討與化學概念 1.小考檢討與重點概念： 大部分同學考得不錯，但少部分需要加強。 強調基礎的重要性，鼓勵學生複習錯題。 提到題目中可能存在的小陷阱，提醒學生仔細審題。 2.易錯化學式概念回顧： (1)硝酸銨： 硝酸根離子：NO³⁻ 銨根離子：NH⁴⁺ 化學式：NH₄NO₃ (2)磷酸鈣： 鈣離子：Ca²⁺ 磷酸根離子：PO₄³⁻ 化學式：Ca₃(PO₄)₂ (3)草酸鎂：鎂離子：Mg²⁺ 草酸根離子：C₂O₄²⁻ 化學式：MgC₂O₄ (4)常見離子價數： 鉛離子：通常為二價（Pb²⁺），四價不穩定。 3.重要化學命名規則： 如果沒有特別強調，HCl 應稱為氯化氫（化合物）。 只有在右下角標註（aq）時，才稱為鹽酸（水溶液）。 CN⁻ 稱為氰根。 4.特殊離子命名： • CuCl 稱為氯化亞銅（銅為+1價）。 • HCO³⁻ 稱為碳酸氫根。 • Ca(HCO₃)₂ 稱為碳酸氫鈣。 第三部分：混合物分離原理與蒸餾法深入探討 1.蒸餾法（精餾法）: 利用沸點高低的差異。收集沸點較低的物質。 裝液體混合物的容器稱為蒸餾瓶，現在多用圓底燒瓶加上分叉管，方便實驗和清洗。 為避免加熱過程中液體突沸，會在圓底燒瓶或蒸餾瓶中加入沸石或細玻璃管。沸石起物理作用，抵消噴濺。現在常用電熱板加熱。 2.冷凝管的重要性： (1)冷凝管，正式名稱為李必氏冷凝管。 (2)冷凝管有內外兩層玻璃管，蒸汽通過內管被冷卻。 (3)考試重點：冷水入口和溫水出口的位置。 上方：連接分叉管或蒸餾瓶的位置。 下方：連接收集器的位置。 冷水從下方（靠近收集器一端）進入，溫水從上方流出。 原因：避免內管因冷熱不均勻而破裂。 第四部分：其他分離方法詳解 1.結晶法： 利用沸點高低的不同，通常收集沸點較高的物質。 例子：食鹽水中分離鹽分。 酒精燈上的網子（陶瓷纖維網）的作用是使受熱均勻。 2.傾析法： 利用密度和顆粒大小的不同。 例子：洗米時，米粒沉澱在底部，將上層的水倒出。 3.萃取法： 利用溶解度的不同。物質從溶解度較小的溶劑轉移到溶解度較大的溶劑。 分液漏斗是常用的儀器。 例子：用乙醚萃取茶水中的咖啡因。 乙醚密度小於水，因此在上層。 咖啡因更容易溶解在乙醚中，從而與茶水中的水分離。 4.萃取操作注意事項： 通常選擇互不相溶的溶劑。 下層液體從下方的閥門放出，上層液體從上方倒出，避免交叉污染。 不能用乙醇或丙酮萃取茶水中的咖啡因，因為乙醇和丙酮與水互溶。 5.過濾法： 主要利用顆粒大小的不同，也涉及溶解度。 例子：沙子和糖水的混合物通過濾紙，沙子無法通過，糖水通過。 6.色層分析法（層析法）： 原理：利用混合物中物質對固定相和流動相的吸附力不同，使物質分離。 固定相：濾紙或TLC板。 流動相：溶劑（展開液）。 第五部分：色層分析法（層析法）實驗細節 1.實驗步驟重點： 將萃取液點在濾紙的起始線上。 展開液高度不能超過起始線。 展開液跑到終止線時停止實驗。 2.RF值計算： RF值 = 色素移動距離 / 展開液移動距離 展開液移動距離是從起始線到終止線的距離。 RF值一定小於等於1。 3.結果分析： 分離後得到的每個點不一定是純物質，可能含有多種成分。 固定相對各色素的作用力（吸引力）順序：作用力大的移動距離短。 流動相對各色素的作用力（吸引力）順序：作用力大的移動距離長。 總結： 混合物分離和純化的常見方法，並深入探討了蒸餾法和色層分析法的原理和操作細節。 詞彙表 • 蒸餾 (Distillation)：利用混合物中各成分沸點不同的原理，通過加熱使沸點較低的物質汽化，再冷凝收集的方法。 • 結晶 (Crystallization)：將溶液蒸發濃縮，使溶解度較低的物質以晶體形式析出的方法。 • 傾析 (Decantation)：利用物質密度不同的原理，將沉澱在底部的固體與上層液體分離的方法。 • 萃取 (Extraction)：利用物質在不同溶劑中的溶解度差異，將其從一種溶劑轉移到另一種溶劑的方法。 • 過濾 (Filtration)：利用濾紙或濾膜等介質，將混合物中不溶於液體的固體顆粒分離的方法。 • 層析分析 (Chromatography)：利用物質對固定相和流動相的吸附力差異，將混合物中的各成分分離的方法。 • 沸點 (Boiling Point)：液體在一定壓力下開始沸騰的溫度。 • 溶解度 (Solubility)：在一定溫度下，某物質在一定量溶劑中溶解的最大量。 • 固定相 (Stationary Phase)：層析分析中固定不動的物質，用於吸附混合物中的各成分。 • 流動相 (Mobile Phase)：層析分析中攜帶混合物移動的溶劑，用於將各成分分離。 • RF 值 (Retention Factor)：層析分析中，物質移動距離與展開液移動距離的比值，用於衡量物質的移動能力。 • 分液漏斗 (Separatory Funnel)：一種實驗器皿，用於分離互不相溶的液體。 • 冷凝管 (Condenser)：一種實驗器皿，用於冷卻氣體使其凝結成液體。 • 蒸發皿 (Evaporating Dish)：一種淺而廣口的瓷器，用於蒸發溶液。 • 展開液 (Developing Solvent)：層析分析中使用的溶劑，用於推動混合物在固定相上移動。 • 起始線 (Baseline)：層析分析中，樣品點樣的位置。 • 終止線 (Solvent Front)：層析分析中，展開液移動到的最遠位置。 • 附著力 (Adhesion)：兩種不同物質之間相互吸引的力。