未來研究上的建議:
1. 本研究根據 PAUP*軟體所分析得到的氧化還原概念演化樹,還需要 相關氧化還原概念之研究驗證,以作為檢視本研究所繪製的支序圖 符合學生的氧化還原概念發展歷程。
2. 本研究使用問卷的選擇題和開放式問答題作答內容,作為了解不同 年級學生之氧化還原概念,提供整體的概念發展趨勢,屬於量化為 主之研究,日後的研究可以針對本研究所提出的心智模式內容進行 晤談,以確認心智模式的內容。
3. 本研究選取之研究對象為七年級、八年級、九年級、高中一年級不 分組、高中二年級自然組以及大學部化學系學生。未來研究上若能 再針對國小學生以及高中社會組學生進行研究,應可使概念演化趨 勢更加完整。
147
參考文獻
一、中文部分
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151
附錄一、氧化還原概念詴題
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氧化還原概念試題
各位同學你好:
本詴卷主要目的是為了瞭解各年級學生對氧化還原反應的相關 概念。本詴題包含五個題組,共 30 小題選擇題,以及 3 題問答題請 各位同學在作答之前,先閱讀以下注意事項:
1. 作答前請務必在答案卷上填寫你的基本資料。請一律將答案填寫 在答案卷上,請勿在題本上做任何劃記。
2. 請詳閱題目之後,在每一小題的答案群中選擇一個最正確的答案 (單選),若選項中沒有合適的答案,或有兩個以上合適的答案,
都請直接於答案卷中說明你的想法。
3. 本詴題採取跳答方式,所以請務必依照題目的指示依序作答。
國立台灣師範大學科學教育研究所
指導教授 邱美虹
研究生 張育倩
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5. ( )關於蘋果發生「氧化」,果肉會由原本的淡黃色變成顏色較深的黃褐色,關於此現象下列 敘述何者正確?
(A)蘋果只會發生氧化反應。
(B)蘋果會接續發生氧化反應和還原反應,且有一定的發生次序。
(C)蘋果會接續發生氧化反應和還原反應,但沒有一定的發生次序。
(D)蘋果會同時發生氧化反應和還原反應。
(E)氧化還原反應為一種反應,而不是氧化反應和還原反應兩種反應。
(F)其他
選擇(A)~(D)選項者,請依序作答第6題。
選擇(E)或(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第 6 題,直接跳答<題組二>。
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<題組二>
鎂是銀白色的金屬,是地殼中蘊含量很豐富的元素,因為密度很小,所以常與鋁金屬製作成鋁 鎂合金,應用於製作航太零件。鎂金屬在空氣中燃燒後會形成白色的氧化鎂,並且發出白色劇烈的強 光,若將燃燒的鎂金屬放入裝滿二氧化碳的集氣瓶中,也還是可以繼續燃燒,不會熄滅。關於這樣的 現象,詴回答下列問題。
1.( )請問鎂可以「燃燒」的原因為何?
(A)燃燒是氧化還原反應,因為鎂可以分解或合成產生新物質。
(B)燃燒是氧化還原反應,因為鎂跟空氣中的氧氣發生反應。
(C)燃燒是氧化還原反應,因為燃燒是一種可逆反應。
(D)燃燒是氧化還原反應,因為燃燒會發生電子轉移的現象。
(E)燃燒與氧化還原反應無關。
(F)其他
選擇(A)~(D)選項者,請依序作答第2題。
選擇(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第2題,直接跳答第3題。
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3. ( )鎂在二氧化碳中仍然可以燃燒,可能與何者有關?
(A)鎂分解或合成新物質的容易程度。
(B)氧原子的多寡或是搶奪氧原子的能力。
(C)正、逆反應的傾向。
(D)電子的多寡或是搶奪電子的能力。
(E)其他
選擇(A)~(D)選項者,請依序作答第4題。
選擇(E)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第 4 題,直接跳答第 5 題。
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5. ( )關於鎂發生「燃燒」的敘述何者正確?
(A)燃燒只會發生氧化反應或還原反應的其中一種。
(B)燃燒會接續發生氧化反應和還原反應,且有一定的發生次序。
(C)燃燒會接續發生氧化反應和還原反應,但沒有一定的發生次序。
(D)燃燒會同時發生氧化反應和還原反應。
(E)氧化還原反應為一種反應,而不是氧化反應和還原反應兩種反應。
(F)其他
選擇(A)~(D)選項者,請依序作答第6題。
選擇(E)或(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第 6 題,直接跳答<題組三>。
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5. ( )關於色素發生「氧化」的敘述何者正確?
(A)色素只會發生氧化反應。
(B)色素會接續發生氧化反應和還原反應,且有一定的發生次序。
(C)色素會接續發生氧化反應和還原反應,但沒有一定的發生次序。
(D)色素會同時發生氧化反應和還原反應。
(E)氧化還原反應為一種反應,而不是氧化反應和還原反應兩種反應。
(F)其他
選擇(A)~(D)選項者,請依序作答第6題。
選擇(E)或(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第 6 題,直接跳答<題組四>。
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<題組四>
根據歷史記載,世界上最早進入青銅器時代的地區是兩河流域和埃及等地,開始於西元前 3000 年,而世界上最早進入鐵器時代的是西台帝國,則是大約在西元前 1400 年左右。由此可知人類使用 銅器早於鐵器,但是博物館中所收藏的古代器具中,銅器的數目卻多於鐵器,且銅器的保存也較為完 善,關於這樣的現象,詴回答下列問題。
1.( )請問鐵可以「生鏽」的原因為何?
(A)生鏽是氧化還原反應,因為鐵可以分解或合成產生新物質。
(B)生鏽是氧化還原反應,因為鐵跟空氣中的氧氣發生反應。
(C)生鏽是氧化還原反應,因為生鏽是一種可逆反應。
(D)生鏽是氧化還原反應,因為生鏽會發生電子轉移的現象。
(E)生鏽與氧化還原反應無關。
(F)其他
選擇(A)~(E)選項者,請依序作答第2題。
選擇(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第2題,直接跳答第3題。
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5. ( ) 關於鐵發生「生鏽」的敘述何者正確?
(A)生鏽只會發生氧化反應或還原反應的其中一種。
(B)生鏽會接續發生氧化反應和還原反應,且有一定的發生次序。
(C)生鏽會接續發生氧化反應和還原反應,但沒有一定的發生次序。
(D)生鏽會同時發生氧化反應和還原反應。
(E)氧化還原反應為一種反應,而不是氧化反應和還原反應兩種反應。
(F)其他
選擇(A)~(D)選項者,請依序作答第6題。
選擇(E)或(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第 6 題,直接跳答<題組五>。
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<題組五>
臭氧(O3)可以濾除陽光裡許多有害的氣體,其中最具殺傷力的紫外輻射約有 90%會被臭氧層吸 收,因此臭氧層常被比喻成是地球隱形的保護膜。
根據調查顯示,自 1978 年開始的十年內,全球各緯度平流層的臭氧含量降低約 1.2%至 10%不 等,南極上空則是臭氧被破壞最嚴重的地區,甚至在春季期間更會出現所謂的「臭氧洞」。其中氟氯 碳化合物就是破壞臭氧層的元凶,氟氯碳化合物簡稱 CFCs,由於其化學性質相當穩定,所以其分子 要上升到平流層才會分解,此時氟氯碳化合物中所含的氯(Cl)會與臭氧(O3)作用,產生一氧化氯(ClO)
和氧氣(O2)。其反應式如下:
氯(Cl)+臭氧(O3)→ 一氧化氯(ClO)+氧氣(O2) 請根據上面的敘述,回答下列問題。
1.( )請問氟氯碳化合物中的氯會破壞臭氧層的原因為何?
(A)此過程是氧化還原反應,因為氯可以將臭氧分解或合成產生新物質。
(B)此過程是氧化還原反應,因為氯會跟臭氧的氧原子發生反應。
(C)此過程是氧化還原反應,因為這是一種可逆反應。
(D)此過程是氧化還原反應,因為過程中會發生電子轉移的現象。
(E)此過程與氧化還原反應無關。
(F)其他
選擇(A)~(E)選項者,請依序作答第2題。
選擇(F)選項者,請直接在答案卷寫出你的想法,作答完畢後可略過第2題,直接跳答第3題。
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5. ( )關於臭氧被氯破壞變成一氧化氯和氧氣的敘述何者正確?
(A)此過程只會發生氧化反應或還原反應的其中一種。
(B)此過程會接續發生氧化反應和還原反應,且有一定的發生次序。
(C)此過程會接續發生氧化反應和還原反應,但沒有一定的發生次序。
(C)此過程會接續發生氧化反應和還原反應,但沒有一定的發生次序。