國中自然與生活科技學習領域 二上 第一章 水—重要的液體物質

物質的測量 質量的意義：凡物質都具有質量，物體內【物質的含量】，不因放置地方不同而改變。 質量常用單位：公斤（kg）、公克（g）、毫克或公絲（mg）。註:1kg=1000g ，1g=1000mg 。

天平的種類 三樑天平 電子天平 等臂天平

歸零 當天平左右兩盤為【空盤】時，調整天平的【校準螺絲】，若指針向右盤傾斜，要把校準螺絲往【左旋】；反之，校準螺絲往【右旋】，直到指針在零刻度線左右擺動幅度相等或停在零刻度線上為止，這個手續稱作【歸零】。

≪測量≫：習慣上將【待測物】置於【左盤】，【砝碼】則置於【右盤】（因為右手拿砝碼較方便），用砝碼夾夾取砝碼直到左右兩盤保持水平。 ≪結果≫：將右盤砝碼的克數【加總】，即得待測物的【質量】。

量筒 量瓶 體積的意義：凡物質都占有【空間】，稱為【體積】，大小可改變。 體積常用單位：公升（L）、毫升或立方公分（mL）。 液體體積的測量： （1）一般使用【量筒】即可，若要作精密測量或配置溶液，則須使用【量瓶】。 （2）當使用量筒時，視線必須與液面中央的【凹面底部】對齊，才可讀出正確的讀數，如下圖，讀數為24.8毫升。（若為水銀，則必須讀取凸起中央高處） （3）若須量取定量液體體積，可用【滴管】來增減液體較方便。 量筒 量瓶

固體體積的測量 可分為【規則形狀】與【不規則形狀】固體。 規則形狀固體，如【長方體】、【圓球】，可量其長、寬、高或直徑來推算體積。 不規則形狀固體可直接置入【水中】（必須不溶於水且比水重），因為固體占有空間而使水位升高，我們以【量筒】測量固體置入【水中前】及置入【水中後】 ，經由水的體積變化，得知固體的體積。

固體置入前 固體置入後

密度 密度的定義：一物質其【質量】與【體積】的比，也是每【單位體積】所含的質量。 密度公式：質量M（g）、 體積V（cm ）、 密度D（g / cm ） D ＝ M/V → D＝g /cm（克每立方公分） 當【壓力】與【溫度】不變時，同一種物質的密度都是【定值】。 物質的種類不同，則其密度也不相同，所以密度是物質的一種【特性】。 3 3

可利用密度來判斷【物質的種類】。 同一種物質，密度與質量、體積無關。 （1）D和M無關 （2）D和V無關 （3）M和V成正比（因D一定） （4）V和D成反比 （因溫度或壓力的變化） 3 M D V D V V M

常見物質的密度 物質 密度(g /cm) 金 19.3 鋁 2.7 水銀 13.6 玻璃 2.6 鉛 11.4 水 1.0 銀 10.5 冰 7. ： 物質 密度(g /cm) 金 19.3 鋁 2.7 水銀 13.6 玻璃 2.6 鉛 11.4 水 1.0 銀 10.5 冰 0.92 銅 8.9 酒精 0.79 鐵 7.86 汽油 0.75 鋅 7.1 軟木 0.25 3 3

1-2 自然界的水 純物質：由【單一物質】組成。 混合物：由【兩種】或【多種】單一物質混合而成，即兩種或多種純物質混合而成。例：鹽水是由純物質鹽和純物質水混合而成。 （1）墨水：由【染料】和【水】混合而成。 （2）自來水：由【雜質】、【氯】和【水】混合而成。（礦泉水中含礦物質） （3）鹽水：由【鹽】和【水】混合而成。（鹽是食鹽，及氯化鈉） （4）粗鹽：由【泥沙雜質】和【鹽】混合而成。 （5）糖水：由【糖】和【水】混合而成。

鹽水 紅墨水 用吹風機吹乾 用吹風機吹乾 吹乾後的玻片 吹乾後的玻片

混合物的分離（粗鹽的精製） 粗鹽的外觀：呈【灰白色】，比家中的食鹽【略大】。 精製過程：【摺濾紙】→【加水溶解】→【濾紙過濾】→【加熱結晶】 （1）摺濾紙：濾紙呈【圓形】，摺成【四分之一】，再撕去一角，使其與漏斗密合，以避免翹起影響過濾。

（2）加水溶解：加水入粗鹽於燒杯中，以【玻璃棒】攪拌之。 （3）濾紙過濾：沿【玻棒】將粗鹽水溶液倒入漏斗，液面不可高過濾紙【上端】。因為濾紙的孔較小，泥沙雜質顆粒較大，故泥沙雜質留在濾紙上，濾液為食鹽水（混合物）。

（4）加熱結晶：加熱濾液時，因水的【沸點】較低，故先蒸發到空氣中。快乾時，食鹽細粒會向外噴出，此時應停止加熱，以避免燙傷。食鹽晶體的顏色為【白色結晶】，食鹽晶體的形狀為【正立方體】。

飽和溶液與飽和濃度 溶液：【純水】是非常好的【溶劑】，可以溶解許多物質，稱為【溶質】，溶劑加上溶質的混合物稱為 【溶液】。 飽和溶液：一【定量】的溶劑所能溶解的溶質有【一定限度】，當達到一定限度時，我們稱這杯溶液為【飽和溶液】。 飽和濃度：飽和溶液的濃度稱之。 食鹽水容易達到飽和後，便無法溶解更多的食鹽，過多得食鹽會沉澱在燒杯底部。

飽和濃度與溫度的關係 固體溶質：溫度愈【高】，一定量的水所能溶解的固體溶質【愈多】，即飽和濃度愈大，例如，食鹽溶於水。 但在【一定溫度】下，食鹽水溶液的飽和濃度為【定值】。 氣體溶質：【溫度】愈【低】，【壓力】愈【大】，氣體愈容易溶在水中，即飽和濃度愈【大】，例如二氧化碳。

壓力愈小，二氧化碳在水中的飽和濃度愈小，打開汽水瓶時，冒出的氣泡就是溶解於汽水的二氧化碳。 糖的溶解與溫度的關係示意圖 (a)室溫下的溶解情形，有部分未溶解 (b)50°C的溶解情形，加入的糖完全溶解

物質的三態 固態：【有一定】的【形狀】與【體積】。 液態：【無一定】的【體積】，其形狀隨容器而【改變】。 氣態：【無一定】的【體積】，【無一定】的【形狀】，可充滿任何容器。

固體 液體 氣體 將密閉容器放平後 熔化 汽化 固態 液態 氣態 凝固 凝結

水的三態 冰（固態）：由水分子【緊密且固定地】排列而形成的，分子間吸引力【大】，分子位置不可任意改變，具有固定的體積與形狀。 水（液態）：由水分子【鬆散地】聚集在一起形成的，分子間吸引力【較小】，分子位置可任意改變，故可【流動】，具有一定的體積，會表現出容器的形狀。 水蒸氣（氣態）：由水分子【散亂地】運動而形成的，分子間的吸引力【太小】，分子無固定位置，會【擴散】，【加壓】會使體積【縮小】，故沒有一定的體積，也沒有一定的形狀。

水的三態變化 水的蒸發：水由【表面】逐漸變成【氣體】的現象 （1）水的溫度愈高，愈容易蒸發。 （2）水蒸發時會從四周的空氣中吸收熱量，使溫度下降。 （3）水的蒸發從表面開始。 【沸騰】是液體達到沸點而汽化的現象，但蒸發卻可在【沸點以下】的溫度發生。

溫度變化雨水的三態關係 0°C 100°C 冰 水 水蒸氣 融化 汽化 凝固 凝結 固態 液態 氣態

水蒸氣的凝結：空氣中的【溫度太低】或水蒸氣的【含量太多】，使水蒸氣變成【小水滴】的現象。 （1）水蒸氣凝結成水時，會【放出】熱量。 （2）【霧】是【地面附近】水蒸氣所凝結的小水滴群；【雲】是【高空中】水蒸氣所凝結的小水滴群；【露】是地面附近水蒸氣凝結在物體表面上，如花草、屋簷。 （3）自然界的水經由【蒸發】→【凝結】→【成雲】→【降水】周而復始地循環，使地球上的水量能保持一定。

水的凝固：液態的水逐漸變成【固態】的現象。 （1）一大氣壓下，水開始凝固成冰的溫度為【0℃】，但在凝固過程中溫度維持不變。 （2）水凝固成冰時，會釋放出潛在的熱，同時體積【膨脹】。 冰的熔化：固態的冰逐漸變成【液態】的現象。 （1）一大氣壓下，冰開始熔化的溫度為0℃，且熔化過程中維持不變。 （2）冰熔化成水，體積【變小】，但質量不變。 （3）冰熔化時會吸收周圍空氣或物體的【熱】。

水（H2O）的基本性質 常溫下，水為【無色】、【無臭】、【無味】的液體。 水是生物維持生命所不可或缺的物質，生物體內生理作用，都是以水當【溶劑】。 地球表面積約有【四分之三】被液態水覆蓋，氣態水則存在於【空氣中】。 每人每天須飲水【1.2公升】，再加民生用水，每人每日約需【400公升】的水。 水的熔點為【0℃】，沸點為【100℃】，常溫下密度約為【1g／cm 】或【1000㎏／m 】。 水的組成元素為【氫】和【氧】。 在4℃時，水的體積最小，密度最大。 3 3

水的電解（電流的化學效應之一） 電解：通電流於電解質的水溶液中，使其在兩極發生化學反應，稱為電解。 電解裝置：如圖所示。 （1）採用【直流電】，可在兩極各得單一氣體。 （2）水不導電，故須加入電解質如【氫氧化鈉】或【硫酸】幫助導電。 （3）與電源正極相接的是正極，與電源負極相接的是負極。 溶有氫氧化鈉的水 A B 正極 負極

電解產物：產物為【氧氣】和【氫氣】。 （1）【正極】產生【氧氣】，【負極】產生【氫氣】。 （2）氧氣和氫氣的體積比為【3：1】，質量比為【8：1】 （3）正負極愈【接近】，氣體產生的速率【愈快】。 電解是利用電能的一種化學反應。【化合物】只有經【化學反應】才能分解出成分元素。 電解產物檢驗：正極產生的氣體可使線香【燃燒更旺盛】是為【氧氣】；點燃的火柴移近負極產生的氣體時火柴【熄滅】，並出現【淡藍色】的火焰和【爆鳴聲】，是具有【可燃性】的【氫氣】。 水的檢驗：可加入【藍色】氯化亞鈷試紙，遇水則變成【粉紅色】。 反應式： 水 → 氫 ＋ 氧 = 2H2O → 2H2 ＋ O2