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國二上理化⏱ 約 20 分鐘PhETJb-IV-4

2.2 水溶液

任務簡報:為什麼游泳池要定期添加消毒藥劑,並嚴格控制濃度?濃度太低沒有效果,太高又會刺激皮膚。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
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情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

為什麼游泳池要定期添加消毒藥劑,並嚴格控制濃度?濃度太低沒有效果,太高又會刺激皮膚。這一節,我們要透過模擬實驗,學習如何配製不同濃度的水溶液,並計算重量百分濃度與ppm。

2

實驗工作站:PhET

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,選擇一種溶質(如小蘇打、氯化鈷),拖曳滑桿調整溶質與溶劑(水)的量。

  2. 2

    觀察溶液顏色深淺隨濃度變化的情形,並記錄模擬顯示的濃度數值。

  3. 3

    嘗試配製兩杯濃度不同的溶液,並計算它們的重量百分濃度(P% = 溶質重量 ÷ 溶液總重量 × 100%)。

  4. 4

    將其中一杯濃度換算成ppm(1% = 10000 ppm),並比較兩種表示法的差異。

  5. 5

    思考:為什麼像重金屬汙染這類極低濃度的物質,通常用ppm而不是P%來表示?

💡 實驗小提醒
  • 溶液總重量=溶質重量+溶劑重量,計算濃度時務必先確認單位一致。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:溶質重量(g) 約 0~100000;溶劑重量(g) 約 0~100000;重量百分濃度(P%) 約 0~100。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

溶液編號溶質重量(g)溶劑重量(g)重量百分濃度(P%)換算ppm
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

溶液、溶質、溶劑三者的關係是什麼?請以食鹽水為例說明。

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

食鹽水中,食鹽是溶質,水是溶劑,兩者混合形成的均勻液體稱為溶液。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

在模擬中,你如何確定溶液已經配製到指定的濃度?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

可透過模擬顯示的濃度數值確認,或觀察溶液顏色深淺是否達到目標飽和程度。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

若配製100公克的溶液,其中含有5公克的食鹽,這杯溶液的重量百分濃度是多少?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

重量百分濃度 = 5 ÷ 100 × 100% = 5%。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

1 ppm等於百分之多少?為什麼極低濃度的物質常用ppm表示?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

1 ppm = 0.0001%(百萬分之一);因為極低濃度用百分比表示數字會過於瑣碎(如0.0001%),改用ppm可以用整數表示,更方便閱讀與比較。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

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延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:使用JavaLab進行溶液配製 ▶

前往 JavaLab 網站搜尋「溶液濃度」相關模擬,嘗試配製生活中常見溶液(如運動飲料、消毒酒精)的濃度,並查詢其實際建議濃度範圍。

phet.colorado.edu · Concentration 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
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反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對「濃度」這個概念有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

濃度精確控制的例子包括藥物劑量、飲用水消毒、農藥使用濃度等,濃度過高或過低都可能造成安全疑慮。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

生活中還有哪些場合需要精確控制溶液的濃度?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏