學生背熟「Cu2+ 是藍色沉澱」,一到「白色沉澱溶於過量 NaOH」就分不清 Zn2+ 與 Al3+,因為他背的是顏色,不是流程。鑑定題考的是一條決策路線:先看顏色,再加過量,最後驗氣體。
本堂目標 學生能夠:① 講出四種金屬離子的焰色(Na 金黃、K 淡紫、Ca 磚紅、Cu 藍綠);② 用 NaOH 與過量 NaOH 區分六種氫氧化物沉澱,特別是兩個白色可溶(Zn2+、Al3+)與一個白色不溶(Ca2+);③ 為一個未知鹽寫出四步鑑定流程,並正確描述碳酸鹽與銨鹽的氣體檢驗。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 離子方程式 |
Cu2+ 加 OH- 的沉澱是甚麼 |
Cu(OH)₂ 藍色沉澱 |
| 溶解度表 |
哪些氫氧化物不溶於水 |
多數重金屬氫氧化物 |
| 氣體檢驗 |
二氧化碳用甚麼檢驗 |
通入石灰水,變乳白 |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–5 分 |
入場:兩支試管 |
一支藍色沉澱、一支白色沉澱,問分別可能含甚麼離子 |
講出至少兩個可能 |
| 5–17 分 |
四種焰色 |
示範四支焰色棒(Na 金黃、K 淡紫、Ca 磚紅、Cu 藍綠),強調用鉑絲與濃鹽酸清洗 |
講出四種顏色並排序記憶 |
| 17–32 分 |
六種沉澱與過量測試 |
逐個加 NaOH:Cu 藍、Fe2+ 綠、Fe3+ 紅褐、Zn/Al/Ca 白;再加過量,Zn/Al 溶解、Ca 不溶 |
填寫六行表,並圈出兩個「溶於過量」 |
| 32–44 分 |
碳酸鹽與銨鹽 |
示範加酸產生 CO₂(石灰水變乳白);加 NaOH 加熱產生 NH₃(濕紅石蕊變藍) |
寫出兩個檢驗的觀察語句 |
| 44–55 分 |
未知鹽四步流程 |
示範由顏色→沉澱→過量→氣體逐層排除 |
獨立為一個未知鹽寫流程 |
| 55–60 分 |
離場檢查 |
三題即收回批 |
獨立完成 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:焰色試驗:四個顏色要配四支棒,不是配四個字
Na+ 金黃、K+ 淡紫(要透過鈷玻璃看,否則被鈉的黃蓋住)、Ca2+ 磚紅、Cu2+ 藍綠。
教的時候要講兩個操作理由:一是鉑絲或鎳鉻絲每次要用濃鹽酸洗並燒至無色,否則上一個樣本污染下一個;二是鉀的淡紫極易被微量鈉的金黃遮蓋,所以要用鈷玻璃濾走黃光。
學生最常錯的是把 K 講成「紫色」而漏了「淡」,或把 Cu 講成「綠色」而漏了「藍」。要他們寫完整顏色名。
要學生做:把四種顏色寫成兩欄(金屬/顏色),並在 K 一欄旁註明「需鈷玻璃」。
第二幕:沉澱表要按「顏色→過量」兩層記,白色有三個要特別分
加 NaOH 後:Cu2+ 藍色、Fe2+ 綠色、Fe3+ 紅褐色,這三個看顏色就分得出。三個白色(Zn2+、Al3+、Ca2+)才是難點。
第二層測試:加過量 NaOH,Zn2+ 與 Al3+ 的白色沉澱會溶解(形成可溶性錯離子),Ca2+ 的白色沉澱不溶。所以「白色+溶於過量」有兩個可能,「白色+不溶」就是 Ca2+。
若題目要再分辨 Zn2+ 與 Al3+,就要靠其他線索(例如加氨水的行為),中四階段只需講到這一步,並誠實講「兩者要用進一步測試區分」。
要學生講:為甚麼「見到白色沉澱就答 Ca2+」是錯的——還有兩個白色會溶於過量 NaOH。
第三幕:未知鹽要按流程排除,不是逐個離子猜
四步流程:第一步看顏色(有藍色就鎖定 Cu2+,直接排除其餘金屬);第二步加 NaOH 看沉澱顏色;第三步加過量 NaOH 看溶不溶;第四步加酸看有無氣體、加鹼加熱看有無氨。
每一步都要寫「觀察+結論」,例如「加入過量 NaOH,白色沉澱溶解,故可能含 Zn2+ 或 Al3+」。
氣體檢驗要寫到觀察語句:CO₂ 通入石灰水變乳白色沉澱;NH₃ 使濕潤紅色石蕊試紙變藍。只寫「有氣體」不給分。
要學生做:給一個含兩種離子的未知鹽,寫出四步流程與每步的觀察、結論。
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 焰色題 |
某鹽的焰色為磚紅色,含哪種金屬離子? |
對照四色表,注意「磚紅」不是「紅」 |
Ca2+ |
| 沉澱顏色題 |
加 NaOH 產生紅褐色沉澱,含哪種離子? |
紅褐只對應一個離子 |
Fe3+ |
| 過量測試題 |
白色沉澱溶於過量 NaOH,可能是甚麼? |
白色+可溶=Zn2+ 或 Al3+ |
Zn2+ 或 Al3+ |
| 氣體檢驗題 |
加酸產生氣體使石灰水變乳白,含甚麼離子? |
石灰水變乳白=CO₂ |
碳酸根 CO3 2- |
合理性檢查(一定要教):合理性檢查:焰色名稱要完整(金黃、淡紫、磚紅、藍綠),不可只寫「黃」「紫」;沉澱顏色與離子必須一一對應,不可寫「淺色沉澱」;白色沉澱必須再做過量測試才可下結論;氣體檢驗必須寫觀察結果而非只寫氣體名稱;離子符號要寫電荷(Fe3+ 不是 Fe3);未知鹽結論要寫「含某離子」而非「是某物質」,除非題目給足資料。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| 四色配對 |
四種金屬離子配四種焰色 |
看顏色名是否完整 |
| 六行沉澱表 |
六種離子的沉澱顏色與過量行為 |
看白色三行有沒有分清楚 |
| 四步流程 |
為一個未知鹽寫完整鑑定流程 |
看每步是否有觀察+結論 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 白色沉澱一律當 Ca2+ |
見白色沉澱即答 Ca2+ |
「白色有三個喎:Zn、Al、Ca。你要加過量 NaOH 睇溶唔溶,溶嘅係 Zn 或 Al。」 |
| 焰色漏字 |
答「K 是紫色」 |
「係淡紫,而且要透過鈷玻璃睇,唔係紫色。漏一個字就當錯。」 |
| 只寫有氣體 |
答「加酸有氣體,所以是碳酸鹽」 |
「你要寫埋觀察:石灰水變乳白。冇觀察就冇分。」 |
| 跳過過量測試 |
加 NaOH 見白色就下結論 |
「你跳咗第三步。一定要寫『再加過量 NaOH』先可以排除。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| K+ 的焰色是甚麼 |
淡紫(需鈷玻璃) |
答「紫色」=回到第一幕 |
| 白色沉澱溶於過量 NaOH 有哪兩個可能 |
Zn2+ 或 Al3+ |
答「一定是 Ca2+」=回到第二幕 |
| 碳酸鹽用甚麼檢驗 |
加酸,石灰水變乳白 |
答「只寫有氣體」=回到第三幕 |
09 導師常問
Zn2+ 與 Al3+ 怎樣再分?
中四階段可用加氨水至過量的行為差異輔助;試卷若只要求「白色溶於過量」,寫兩者皆可。
焰色一定要用鉑絲嗎?
鉑絲最好,鎳鉻絲也可,但每次必須用濃鹽酸洗淨並燒至無焰色,否則污染。
沉澱要寫離子方程式嗎?
題目要求寫方程式時才寫,例如 Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2;只要求觀察時寫觀察即可。
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