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國二下理化⏱ 約 20 分鐘PhETJc-IV-2Jc-IV-3

2.1 氧化反應

任務簡報:鐵釘生鏽、蠟燭燃燒、鎂帶在空氣中發出耀眼白光,這些現象都與「氧化反應」有關。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⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

鐵釘生鏽、蠟燭燃燒、鎂帶在空氣中發出耀眼白光,這些現象都與「氧化反應」有關。這一節,我們要透過模擬實驗,觀察物質與氧結合的反應,並認識氧化物的酸鹼性質。

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「Combust Methane」畫面,觀察甲烷與氧氣反應生成二氧化碳與水的過程。

  2. 2

    調整反應物與生成物的係數,使方程式兩邊原子數目相等,觀察氧原子如何分配到不同生成物中。

  3. 3

    切換至「Introduction」畫面,練習其他物質與氧結合形成氧化物的反應式。

  4. 4

    對照課本,找出鎂、鐵、銅等金屬燃燒生成氧化物的反應式,並比較其活性差異。

  5. 5

    思考:為什麼不同金屬與氧結合的難易程度不同?

💡 實驗小提醒
  • 物質與氧結合的反應稱為氧化反應;金屬氧化物溶於水通常偏鹼性,非金屬氧化物溶於水通常偏酸性。

🧪 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!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

反應物與氧結合的難易生成的氧化物氧化物溶於水的酸鹼性
鎂
鐵
碳(非金屬)
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

什麼是氧化反應?請舉出兩個生活中常見的氧化反應例子。

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

氧化反應是物質與氧結合的反應,例如鐵釘生鏽、蠟燭燃燒都是氧化反應。

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

從模擬中觀察,反應前後原子的種類與數目有改變嗎?這說明了什麼?

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

反應前後原子的種類與數目不變,只是重新排列組合,這說明化學反應遵守質量守恆定律。

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

鎂、鐵、銅等金屬與氧結合的活性是否相同?你如何判斷?

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

不一致,例如鎂與氧反應非常劇烈並發出白光,鐵生鏽較緩慢,銅則更不容易氧化,可由反應劇烈程度與所需條件判斷活性高低。

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

金屬氧化物與非金屬氧化物溶於水後,酸鹼性質有何不同?

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

金屬氧化物溶於水後通常呈鹼性,非金屬氧化物溶於水後通常呈酸性。

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 💪

5

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CoSci查詢金屬活性順序模擬 ▶

前往 CoSci 網站搜尋「金屬活性」或「金屬與氧反應」相關模擬,比較不同金屬燃燒時的劇烈程度與生成物特性。

CoSci 平台沒有固定的模擬網址,請到課程專區搜尋本卡提到的主題:

🚀 前往 CoSci 課程專區

打開新分頁完成挑戰後,記得回來繼續闖關!
6

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,我對氧化反應與金屬活性有什麼新的理解?

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

防鏽塗層(如油漆、鍍鋅)的原理是隔絕金屬與氧氣、水分接觸,減少氧化反應發生的機會,這正是應用了對氧化反應條件的理解。

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

你認為防止金屬氧化(如生鏽)的方法,運用了哪些氧化反應的原理?

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。

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  • 🔁 回第 3 關
  • 🔁 回第 4 關
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!👏