98學年度高級中學第1區數理及資訊學科能力競賽-化學科.doc

98學年度高級中學台灣省北4區（新竹高中）化學能力競賽 實作一 時間：90分鐘 編號：_________ 分數：_________ 一、注意事項 1. 實驗開始前，請先檢查實驗器材及藥品數目是否正確；並詳讀考卷內容。 2. 利用桌上之實驗器材及藥品，完成下列的實驗。 3. 桌上之實驗藥品均有足夠的量做實驗，倘若藥品有不小心翻倒或不足者，可以向監考人員申請補充，但是每補充一次將扣成績10分。 二、安全法則 1. 實驗進行中，請戴上安全眼鏡及手套，並遵守實驗安全法則。嚴重違規者立刻被請出場，取消比賽資格。 2. 在實驗過程中，請隨時注意藥品使用的安全性，若不慎被酸或鹼濺到時請立即用水沖洗。 三、實驗題目：化合物晶體中所含結晶水分子數的測定 四、實驗目的 氯化亞鈷是一種常見的鈷鹽，其鈷鹽中所含的結晶水數目不同，氯化亞鈷會呈現不同的顏色。隨著實驗溫度提高，氯化亞鈷結晶水數目逐漸減少一直到完全去除，氯化亞鈷的特徵顏色從紫紅(藍紫(到藍色粉末。氯化亞鈷試紙就是利用它吸水時所發生顏色變化的特性，來檢驗試様中是否含有水份。 本實驗目的為加熱氯化亞鈷晶體使晶體內的水分子去除，由氯化亞鈷晶體與水分子的質量比，進而求出1分子氯化亞鈷晶體中所含水分子的個數。 五、實驗器材及藥品 個人器材 試管 (16 mm ×150 mm) 6支 本生燈 1個 試管架 1座 石綿網 1個 試管夾 1個 火柴 1盒 試管刷 1個 棉手套 1雙 玻棒 1支 乳膠手套 1雙 標籤紙 1張 面紙 1包 塑膠滴管 1支 抹布 1個 100 mL燒杯 1個 護目鏡 1個 400 mL燒杯 (倒廢液用) 1個 洗滌瓶(清洗試管用) 1個 公共器材 氯化亞鈷晶體 刮勺 電子秤 蒸餾水 秤量紙 衛生紙 廢液桶 六、實驗步驟 用試管夾夾住乾淨試管並用本生燈加熱（試管傾斜並在火燄上沿著試管移動），以除去試管內的水氣。 試管內的水氣完全去除後，試管離開火燄，將試管口持平，並迅速用衛生紙塞住試管口。 【注意：使用本生燈時，務必戴棉手套，以防止燙傷。試管夾使用完畢請暫時放在石棉網上，待涼再放回器材籃中。】 試管冷卻至室溫後，取出管口衛生紙稱試管重為（A），並記錄之，稱完後再塞回衛生紙。 重覆上述步驟1至3，共備妥4支試管。 取第一支稱重後的試管，於試管中加入2小匙晶體，再稱重量為（B），並記錄之。 用試管夾夾住試管，輕輕的在火燄上加熱，待晶體溶化成深藍色溶液時，請注意加熱火燄，不可太猛，調控試管與火焰的距離，使試管內的液體不會噴出。當溶液逐漸轉變成淡藍色粉末，繼續用本生燈加熱除去附在試管壁內的水滴，直至試管內不再冒煙，即表示試管內的水份已完全去除。 將試管離開火燄，並持平試管口，用衛生紙塞住試管口。 待試管冷卻至室溫後，取出管口衛生紙，稱試管重為（C），並記錄之。 依序將第二支、第三支、第四支試管，分別取4，6，8小匙晶體加入各試管中，重覆步驟5至8。 由數據（A）、（B）、（C）可求出氯化亞鈷晶體所含的水分子數。 實驗結束後： a. 請用洗滌瓶及試管刷清洗試管，並將試管內的廢液倒入400 mL燒杯中，嚴禁將廢液倒入水槽。 b. 清洗過的試管請回收至指定處。 c. 實驗用的手套勿丟入垃圾筒，請放置指定回收處，並恢復桌面整潔。 七、實驗結果 （70分） 1 2 3 4 空試管重(A) 試管加晶體重(B) 加熱後試管重(C) 晶體重(B)-(A)即x 晶體內水重(B)-(C)即y y/x y/x的平均值 1. 試寫出計算式，如何由y/x的平均值，求出一分子氯化亞鈷晶體所含結晶水的分子數。（原子量：Co＝58.9，Cl＝35.5，O＝16）（20分） 由所求得的實驗數據，試寫出氯化亞鈷晶體的化學式：___________________。 2. 試問在試管加熱後，回涼過程中為何要在管口塞上衛生紙，其目的何在？ （5分） 3. 請說明為何大部份過渡金屬化合物會顯現出特殊顏色？（5分） 1 x y