高中化學(xué)人教版第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化第一節(jié)物質(zhì)的分類 《分散系及其分類》參考教案

第一節(jié)物質(zhì)的分類第2課時(shí)分散系及其分類學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道分散系的概念和分類，了解膠體是一種分散系，學(xué)習(xí)膠體的相關(guān)性質(zhì)；2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，能區(qū)分溶液、膠體、濁液，知道其本質(zhì)區(qū)別，了解丁達(dá)爾效應(yīng)；3.通過(guò)對(duì)膠體的本質(zhì)特征和性質(zhì)的探究，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：膠體的性質(zhì)與制備，以及溶液、膠體、濁液的本質(zhì)區(qū)別。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)： 膠體的制備與性質(zhì)。教學(xué)過(guò)程：導(dǎo)入新課[引入]上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了分類方法，并且簡(jiǎn)單了解了分散系的相關(guān)知識(shí)，那么我們最學(xué)見(jiàn)的分散系溶液、膠體、濁液又是按什么分的呢？分散質(zhì)離子的直徑大小。溶液：分散質(zhì)直徑<1納米（即10-9m膠體：1納米≤分散質(zhì)直徑≤100納米濁液：分散質(zhì)直徑>100納米[講解]如果將溶液、膠體、濁液這三類物質(zhì)長(zhǎng)期存放，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液是最穩(wěn)定的。不論存放的時(shí)間有多長(zhǎng)，在一般情況下溶質(zhì)都不會(huì)自動(dòng)與溶劑分離；而濁液很不穩(wěn)定，分散質(zhì)將在重力的作用下沉降下來(lái)，如河水中夾帶泥沙會(huì)逐漸沉降；膠體則介于二者之間，在一定條件下能穩(wěn)定存在，屬于介穩(wěn)體系。[過(guò)渡]生活中，我們將淀粉溶解在熱水中，然后加熱煮沸，就熬成了湯，可以較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地存在；而向豆?jié){里加入石膏，就變成了豆腐，是什么原因呢？黃河里的水奔騰不息，為什么泥水就不變清呢？在燈光下，有霧的夜晚，為何顯得更加明亮。今天我們重點(diǎn)先來(lái)研究膠體的性質(zhì)。[板書(shū)]分散系及其分類推進(jìn)新課教學(xué)環(huán)節(jié)一：膠體[板書(shū)]一、膠體1.膠體的分類[投影](1)根據(jù)分散質(zhì)微粒組成的狀況分類：①粒子膠體②分子膠體[講解]如：Fe(OH)3膠體膠粒是由許多Fe(OH)3等小分子聚集一起形成的微粒，其直徑在1nm～100nm之間，這樣的膠體叫粒子膠體。又如：淀粉屬高分子化合物，其單個(gè)分子的直徑在1nm～100nm范圍之內(nèi)，這樣的膠體叫分子膠體。[投影](2)根據(jù)分散劑的狀態(tài)劃分：①氣溶膠②液溶膠③固溶膠[講解]如：煙、云、霧等的分散劑為氣體，這樣的膠體叫做氣溶膠；AgI溶膠、Fe(OH)3溶膠、Al(OH)3溶膠，其分散劑為水，分散劑為液體的膠體叫做液溶膠；有色玻璃、煙水晶均以固體為分散劑，這樣的膠體叫做固溶膠。[板書(shū)]2.膠體的制備實(shí)驗(yàn)探究：膠體的制備步驟：1、取燒杯盛25mL蒸餾水(不用自來(lái)水，是因?yàn)樽詠?lái)水中有電解質(zhì)，會(huì)使膠體聚沉)，加熱至沸騰；2、向沸水中逐滴加入5-6滴FeCl3飽和溶液(一般不用稀溶液，因稀溶液水解程度大，可能會(huì)渾濁，且滴加速度不能過(guò)快，更不能將FeCl3溶液加到蒸餾水中以后再煮沸，否則會(huì)生成沉淀)3、繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，觀察所得紅褐色液體是Fe(OH)3膠體。[提問(wèn)]膠體和溶液的外觀特征相同（透明澄清），如NaCl溶液和淀粉溶液，那么可用怎樣的物理方法加以鑒別呢？[學(xué)生活動(dòng)]一代表上臺(tái)演示。操作：將分別盛有等量硫酸銅溶液和Fe(OH)3膠體的兩燒杯并排置于桌面上，用激光教鞭從一側(cè)（光、兩燒杯在一條線上）進(jìn)行照射，同時(shí)于垂直方向觀察?，F(xiàn)象與結(jié)論：當(dāng)光束通過(guò)形成一條光亮紅色通路的液體為Fe(OH)3膠體，無(wú)此現(xiàn)象的為硫酸銅溶液。操作：將Fe(0H)3膠體和泥水分別進(jìn)行過(guò)濾，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象與結(jié)論：膠體的分散質(zhì)能通過(guò)濾紙孔隙，而濁液的分散質(zhì)則不能。這說(shuō)明濁液的分散質(zhì)粒子比較大。[歸納]三種分散系的比較分散系溶液膠體濁液外觀均一、透明、穩(wěn)定多數(shù)均一、透明、介穩(wěn)性不均一、不透明、不穩(wěn)定分散質(zhì)粒子直徑＜1nm1nm~100nm＞100nm組成單個(gè)分子或離子分子集合體或有機(jī)高分子許多分子集合體能否透過(guò)濾紙能能不能典型實(shí)例食鹽水、碘酒食鹽酒精溶液、淀粉溶液泥水[講述]當(dāng)一束強(qiáng)光照射膠體時(shí)，在入射光垂直方向，可以看到一道光亮的通路，這種現(xiàn)象早在19世紀(jì)由英國(guó)物理學(xué)家丁達(dá)爾研究發(fā)現(xiàn)。故稱其為“丁達(dá)爾效應(yīng)”。而溶液無(wú)此現(xiàn)象。因此丁達(dá)爾效應(yīng)可以區(qū)別溶液和膠體。那么，造成膠體和溶液這種性質(zhì)差異的原因是什么呢？[投影比較]膠體分散質(zhì)粒子大光亮通路發(fā)生光散射膠體分散質(zhì)粒子大光亮通路發(fā)生光散射無(wú)光亮通路溶液分散質(zhì)粒子小不易發(fā)生光散射光 無(wú)光亮通路溶液分散質(zhì)粒子小不易發(fā)生光散射[設(shè)問(wèn)]膠體除具有丁達(dá)爾效應(yīng)外，還有何其他性質(zhì)呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材P28上的科學(xué)視野，了解膠體的其它性質(zhì)。 教學(xué)環(huán)節(jié)二：膠體的性質(zhì)[板書(shū)]二、膠體的性質(zhì)1.丁達(dá)爾效應(yīng)：光束通過(guò)膠體，形成光亮的“通路”的現(xiàn)象叫丁達(dá)爾效應(yīng)。[過(guò)渡]由于膠體分散質(zhì)粒子比溶質(zhì)粒子大得多，以致使光波傳播改變了原來(lái)的方向。盡管如此，我們的肉眼仍看不到它的存在。超顯微鏡可幫助我們了解膠粒的情況。[多媒體動(dòng)畫模擬]膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)。[旁白]用一黑色小球代表膠體粒子，用動(dòng)畫模擬膠粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。膠粒的運(yùn)動(dòng)情況如同花粉顆粒在水里作不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。[板書(shū)]2.布朗運(yùn)動(dòng)：膠體分散質(zhì)粒子作不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。[設(shè)問(wèn)]為什么膠粒的運(yùn)動(dòng)是不停的、無(wú)秩序的呢？[講述]膠粒作布朗運(yùn)動(dòng)，是因膠粒受水分子來(lái)自各方面的撞擊、推動(dòng)，而每一瞬間在不同方向上所受合力的大小不同，所以每一瞬間膠粒運(yùn)動(dòng)速率和方向都在改變，因而形成不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)使膠粒難于靜止沉降，這是膠體穩(wěn)定的一個(gè)因素。相比之下，濁液卻無(wú)此性質(zhì)，為什么呢？膠粒難于靜止受水分子撞擊[投影比較]膠粒難于靜止受水分子撞擊膠體分散質(zhì)粒子小光亮通路發(fā)生光散射膠體分散質(zhì)粒子小光亮通路發(fā)生光散射濁液粒子大濁液不穩(wěn)定沉淀重力作用為主分散系 濁液粒子大濁液不穩(wěn)定沉淀重力作用為主[設(shè)疑］若給Fe(OH)3膠體通直流電，膠體粒子的運(yùn)動(dòng)會(huì)怎樣呢？[播放錄像]Fe(OH)3膠體的電泳實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)觀察：現(xiàn)象：通電后，U型管里陰極附近的紅褐色逐漸變深，陽(yáng)極附近的紅褐色逐漸變淺。[講述]從現(xiàn)象可看出，陰極附近Fe(OH)3膠粒增多了，說(shuō)明在電場(chǎng)作用下，膠粒作了定向移動(dòng)。[設(shè)問(wèn)]通電后，F(xiàn)e(OH)3膠粒移向陰極，說(shuō)明Fe(OH)3膠粒具有什么樣的電性？[回答]Fe(OH)3膠粒帶正電。[小結(jié)]像Fe(OH)3膠體，在外加電場(chǎng)作用下，膠粒在分散劑里向電極作定向移動(dòng)的現(xiàn)象，叫做電泳。[板書(shū)]3.電泳：在外加電場(chǎng)作用下，膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動(dòng)的現(xiàn)象，叫做電泳。[設(shè)疑]為何膠體粒子會(huì)帶電呢？膠體是否帶電？Fe(OH)3膠粒為何帶正電？[分析]膠體粒子小表面積大吸附能力強(qiáng)可吸附溶液中的離子Fe(OH)3膠粒只吸附陽(yáng)離子，帶正電向陰極移動(dòng)陰極區(qū)液體顏色變深。[投影歸納]膠體粒子小表面積大帶電向電極作定向移動(dòng)。[多媒體動(dòng)畫模擬]電泳現(xiàn)象。[旁白]圖中大球表示膠粒，表示被膠粒吸附的離子的種類。膠粒因吸附陽(yáng)離子或陰離子而帶電荷，在外加電場(chǎng)作用下向陰極或陽(yáng)極作定向移動(dòng)。[講述]一般來(lái)說(shuō)，在同一膠體中，由于膠粒吸附相同的離子因而帶同種電荷，如Fe(OH)3膠粒帶正電荷。但膠體本身不帶電，我們不能說(shuō)Fe(OH)3膠體帶正電。那么，哪些膠體粒子帶正電荷，哪些膠體粒子帶負(fù)電荷呢？[投影歸納]一般來(lái)說(shuō)：金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電荷。非金屬氧化物、金屬硫化物、土壤的膠體粒子帶負(fù)電荷。但并非所有膠粒都帶電荷。[點(diǎn)擊試題] (OH)3膠體中，分散質(zhì)是＿＿＿，作＿＿＿＿（定向或不規(guī)則）運(yùn)動(dòng)。溶液中，Na＋和Cl-作＿＿＿＿運(yùn)動(dòng)。通直流電后作＿＿＿運(yùn)動(dòng)，Na＋向＿＿＿極移動(dòng)，Cl-向＿＿＿極移動(dòng)。1.許多聚集的Fe(OH)3分子無(wú)規(guī)則2.無(wú)規(guī)則定向運(yùn)動(dòng)陰陽(yáng)[討論]同一膠體中膠粒帶同種電荷，會(huì)產(chǎn)生怎樣的作用力？這種作用力對(duì)膠體的性質(zhì)有何影響？[講述]由于同種膠粒帶同種電荷，它們之間相互排斥而不易聚集沉降，這就是膠體一般穩(wěn)定的主要原因。[投影小結(jié)]膠體分散系穩(wěn)定的原因：同種膠粒帶同種電荷，相互排斥而不易聚集；布朗運(yùn)動(dòng)能克服重力作用，膠粒不易沉積。[過(guò)渡]方才，我們分析了膠體穩(wěn)定的原因，其中膠體粒子帶電是重要的因素。那么，能否想出針對(duì)性的辦法破壞膠體的穩(wěn)定性，使膠粒彼此聚集長(zhǎng)大而沉降呢？[歸納投影]1.加電解質(zhì)；2.加帶相反電荷的膠粒。[演示]向盛有Fe(OH)3膠體的試管中滴入MgSO4溶液，振蕩。觀察?，F(xiàn)象：產(chǎn)生渾濁。[板書(shū)]4.膠體的聚沉：分散質(zhì)粒子相互聚集而下沉的現(xiàn)象，稱為膠體的聚沉。思路：膠粒聚集變大“沉淀”方法：加電解質(zhì)溶液；加帶相反電荷的膠粒。[過(guò)渡]以上我們緊緊圍繞膠體粒子大小的特征，研究了膠體所具備的重要性質(zhì)。借此，可以認(rèn)識(shí)和解釋生活中的一些現(xiàn)象和問(wèn)題。[板書(shū)]5.膠體的應(yīng)用[點(diǎn)擊試題1]在水泥和冶金工廠常用高壓電對(duì)氣溶膠作用，除去大量煙塵，以減少對(duì)空氣的污染。這種做法應(yīng)用的主要原理是（）A.電泳 B.滲析C.凝聚 D.丁達(dá)爾現(xiàn)象[講述]以上一例是膠體電泳性質(zhì)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用。電泳原理還可用于醫(yī)學(xué)診斷（如血清紙上電泳）和電鍍工業(yè)上。[解析]使用高壓電，即利用外加電場(chǎng)，使氣溶膠膠粒向電極移動(dòng)而聚集，從而除去煙塵。答案：A[板書(shū)](1)工業(yè)除雜、除塵。[點(diǎn)擊試題2]已知土壤膠粒帶負(fù)電，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效較差的是（）A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3CNH4NO3[解析2]土壤膠粒帶負(fù)電荷，則對(duì)含N的NO3-有排斥作用，這樣NO3-將不被土壤吸附，而隨水流失，而其他肥料中的含N的離子全是陽(yáng)離子，易被土壤膠粒吸附，故NH4NO3肥效相對(duì)較低。答案：C[板書(shū)](2).土壤的保肥作用[點(diǎn)擊試題3]自來(lái)水廠曾用綠礬和氯水一起凈水，請(qǐng)用離子方程式和簡(jiǎn)要文字?jǐn)⑹鲇嘘P(guān)的原理。答案：2Fe2＋+Cl2===2Fe3++2Cl－，F(xiàn)e3++3H2OFe(OH)3+3H＋，Cl2+H2OH＋+Cl－+HClO，HClO起殺菌、消毒作用，F(xiàn)e(OH)3有膠體性質(zhì)，其帶正電的Fe(OH)3膠粒吸附帶負(fù)電的水中懸浮物、泥沙等而造成聚沉而達(dá)到凈水目的。[板書(shū)](3)明礬的凈水作用。[點(diǎn)擊試題4］為什么河流入海處，易形成三角洲？[解析4]河水中粘土等膠粒，遇海水中電解質(zhì)而發(fā)生凝聚作用，逐漸沉降為三角洲。[板書(shū)](4)江河入海口處形成三角洲[點(diǎn)擊試題5]豆?jié){里放入鹽鹵或石膏，為什么可制成豆腐？[解析5]鹽鹵或石膏