紅色警戒---鋅片鍍銅

簡介

藍色的氯化銅溶液和活性較大的鋅片反應，使得銅離子被還原成銅金屬而沈澱在鋅金屬片上，使得鋅的表面失去銀灰色的金屬光澤，而鍍上一層紅棕色的銅粉，故稱之為紅色警戒。

示範步驟

1.	取少量綠色的氯化銅晶體，溶於 50 mL 的蒸餾水中，成為藍色的氯化銅溶液，如圖一所示。
2.	再加入幾片活性較大的金屬－鋅片 (亦可用鋁片，鎂帶等活性金屬)，很快地鋅金屬的表面就會有銅離子還原成紅棕色的銅金屬沈澱。但是，此時溶液的淡藍色深度只稍為減少一些而已。
3.	數分鐘後可把鋅片上的銅金屬沈澱撥去，以加快氧化還原反應的速率。
4.	經過二天後，即可看到下層有銅金屬的沈澱，如圖二所示，而把上層液倒入另一乾淨的燒杯，可得到澄清的溶液，如圖三所示。

圖一	圖二	圖三

溶液和器材

1.	氯化銅晶體 (Cupric Chloride, CuCl2．2H2O)，少量。
2.	鋅片 (Zinc, Zn) 一片。
3.	100 mL 燒杯 4 個。
4.	蒸餾水。

原理和概念

1.	本實驗的反應如下： 還原反應：Cu2+(aq)(淡藍色)+ 2e- → Cu(s)(紅棕色) 氧化反應：Zn(s)(銀灰色) → Zn2+(aq)(無色) + 2 e- 總反應：Cu2+(aq)(淡藍色)+ Zn(s)(銀灰色) → Zn2+(aq)(無色) + Cu(s)(紅棕色)

教學提示

1.	銅離子溶液亦可用硫酸銅晶體加水得到，其效果和用氯化銅晶體溶於水相同。
2.	採用的活性較大的金屬除鋅片外，亦可用鎂帶或是鋁片來代替。
3.	此氧化還原反應的速度很快，很快就會有紅棕色的銅金屬沈澱，但是要使溶液從淡藍色變成無色，必需要經過一段長時間才行，或加入更多的鋅片亦可節省時間。

問題和參考答案

1.	試用化學反應式來表示本實驗中的氧化及還原的反應？
答:	還原反應：Cu2+(aq)(淡藍色)+ 2 e- → Cu(s)(紅棕色) 氧化反應：Zn(s)(銀灰色) → Zn2+(aq)(無色) + 2 e- 總反應：Cu2+(aq)(淡藍色) + Zn(s)(銀灰色) → Zn2+(aq)(無色) + Cu(s)(紅棕色)
2.	觀察鋅片在反應前後，其表面顏色有何不同？
答:	反應前為金屬的顏色，銀灰色；反應後鋅片表面鍍上一層銅金屬，而呈紅棕色。
3.	若把等質量的鋅片切成碎片後，再放入銅離子溶液中，會不會使溶液的顏色(由淡藍色變成無色)變化較為快速？
答:	會。因為反應的表面積加大，氧化還原反應的速率亦更快，所以顏色會較快地從淡藍色變成無色。

參考資料

1.	Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, p 202, Washington, D.C., American Chemical Society.

2.	Ebbing, Darrell D. and Wrighton, Mark S., General Chemistry, Third Edition, p 518, 1990, Houghton Mifflin Company, Boston。

適用程度

國民小學

ˇ國民中學

ˇ高級中學

大學普通化學

安全

● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。

● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。 资料来源：http://blog.ncue.edu.tw/yangsp/doc/28860