精品新人教版必修一高中化学21物质的分类《分散系及其分类》优质课教案.docx
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精品新人教版必修一高中化学21物质的分类《分散系及其分类》优质课教案
第一节物质的分类
第2课时分散系及其分类
学习目标:
1知道分散系的概念和分类,了解胶体是一种分散系,学习胶体的相关性质;
2通过实验演示,能区分溶液、胶体、浊液,知道其本质区别,了解丁达尔效应;
3通过对胶体的本质特征和性质的探究,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
学习重点:
胶体的性质与制备,以及溶液、胶体、浊液的本质区别。
学习难点:
胶体的制备与性质。
教学过程:
一、导入新课
[引入]上节课我们学习了分类方法,并且简单了解了分散系的相关知识,那么我们最学见的分散系溶液、胶体、浊液又是按什么分的呢?
分散质离子的直径大小。
溶液:
分散质直径<1纳米(即10-9m)
胶体:
1纳米≤分散质直径≤100纳米
浊液:
分散质直径>100纳米
[讲解]如果将溶液、胶体、浊液这三类物质长期存放,我们会发现溶液是最稳定的。
不论存放的时间有多长,在一般情况下溶质都不会自动与溶剂分离;而浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下,如河水中夹带泥沙会逐渐沉降;胶体则介于二者之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。
[过渡]生活中,我们将淀粉溶解在热水中,然后加热煮沸,就熬成了汤,可以较长时间稳定地存在;而向豆浆里加入石膏,就变成了豆腐,是什么原因呢?
黄河里的水奔腾不息,为什么泥水就不变清呢?
在灯光下,有雾的夜晚,为何显得更加明亮。
今天我们重点先研究胶体的性质。
[板书]分散系及其分类
二、推进新课
教学环节一:
胶体
[板书]一、胶体
1胶体的分类
[投影]
(1)根据分散质微粒组成的状况分类:
①粒子胶体②分子胶体
[讲解]如:
F(OH)3胶体胶粒是由许多F(OH)3等小分子聚集一起形成的微粒,其直径在1m~100m之间,这样的胶体叫粒子胶体。
又如:
淀粉属高分子化合物,其单个分子的直径在1m~100m范围之内,这样的胶体叫分子胶体。
[投影]
(2)根据分散剂的状态划分:
①气溶胶②液溶胶③固溶胶
[讲解]如:
烟、云、雾等的分散剂为气体,这样的胶体叫做气溶胶;AgI溶胶、F(OH)3溶胶、A(OH)3溶胶,其分散剂为水,分散剂为液体的胶体叫做液溶胶;有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂,这样的胶体叫做固溶胶。
[板书]2胶体的制备
实验探究:
胶体的制备
步骤:
1、取烧杯盛25mL蒸馏水(不用自水,是因为自水中有电解质,会使胶体聚沉),加热至沸腾;
2、向沸水中逐滴加入5-6滴FC3饱和溶液(一般不用稀溶液,因稀溶液水解程度大,可能会浑浊,且滴加速度不能过快,更不能将FC3溶液加到蒸馏水中以后再煮沸,否则会生成沉淀)
3、继续煮沸至溶液呈红褐色,观察所得红褐色液体是F(OH)3胶体。
[提问]胶体和溶液的外观特征相同(透明澄清),如NC溶液和淀粉溶液,那么可用怎样的物理方法加以鉴别呢?
[学生活动]一代表上台演示。
操作:
将分别盛有等量硫酸铜溶液和F(OH)3胶体的两烧杯并排置于桌面上,用激光教鞭从一侧(光、两烧杯在一条线上)进行照射,同时于垂直方向观察。
现象与结论:
当光束通过形成一条光亮红色通路的液体为F(OH)3胶体,无此现象的为硫酸铜溶液。
操作:
将F(0H)3胶体和泥水分别进行过滤,观察并记录实验现象。
现象与结论:
胶体的分散质能通过滤纸孔隙,而浊液的分散质则不能。
这说明浊液的分散质粒子比较大。
[归纳]三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
外观
均一、透明、
稳定
多数均一、透明、介稳性
不均一、不透明、
不稳定
分散质粒子
直径
<1m
1m~100m
>100m
组成
单个分子或离子
分子集合体或有机高分子
许多分子集合体
能否透
过滤纸
能
能
不能
典型实例
食盐水、碘酒
食盐酒精溶液、淀粉溶液
泥水
[讲述]当一束强光照射胶体时,在入射光垂直方向,可以看到一道光亮的通路,这种现象早在19世纪由英国物理学家丁达尔研究发现。
故称其为“丁达尔效应”。
而溶液无此现象。
因此丁达尔效应可以区别溶液和胶体。
那么,造成胶体和溶液这种性质差异的原因是什么呢?
[投影比较]
胶体分散质粒子大
光亮通路
发生光散射
无光亮通路
溶液分散质粒子小
不易发生光散射
光
[设问]胶体除具有丁达尔效应外,还有何其他性质呢?
请同学们阅读教材P28上的科学视野,了解胶体的其它性质。
教学环节二:
胶体的性质
[板书]二、胶体的性质
1丁达尔效应:
光束通过胶体,形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。
[过渡]由于胶体分散质粒子比溶质粒子大得多,以致使光波传播改变了原的方向。
尽管如此,我们的肉眼仍看不到它的存在。
超显微镜可帮助我们了解胶粒的情况。
[多媒体动画模拟]胶粒的布朗运动。
[旁白]用一黑色小球代表胶体粒子,用动画模拟胶粒的无规则运动。
胶粒的运动情况如同花粉颗粒在水里作不停的、无秩序的运动。
这种现象叫做布朗运动。
[板书]2布朗运动:
胶体分散质粒子作不停的、无秩序的运动,这种现象叫做布朗运动。
[设问]为什么胶粒的运动是不停的、无秩序的呢?
[讲述]胶粒作布朗运动,是因胶粒受水分子自各方面的撞击、推动,而每一瞬间在不同方向上所受合力的大小不同,所以每一瞬间胶粒运动速率和方向都在改变,因而形成不停的、无秩序的运动。
布朗运动使胶粒难于静止沉降,这是胶体稳定的一个因素。
相比之下,浊液却无此性质,为什么呢?
胶粒难于静止
受水分子撞击
[投影比较]
胶体分散质粒子小
光亮通路
发生光散射
浊液粒子大
浊液不稳定
沉淀
重力作用为主
分散系
[设疑]若给F(OH)3胶体通直流电,胶体粒子的运动会怎样呢?
[播放录像]F(OH)3胶体的电泳实验,请观察:
现象:
通电后,U型管里阴极附近的红褐色逐渐变深,阳极附近的红褐色逐渐变浅。
[讲述]从现象可看出,阴极附近F(OH)3胶粒增多了,说明在电场作用下,胶粒作了定向移动。
[设问]通电后,F(OH)3胶粒移向阴极,说明F(OH)3胶粒具有什么样的电性?
[回答]F(OH)3胶粒带正电。
[小结]像F(OH)3胶体,在外加电场作用下,胶粒在分散剂里向电极作定向移动的现象,叫做电泳。
[板书]3电泳:
在外加电场作用下,胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象,叫做电泳。
[设疑]为何胶体粒子会带电呢?
胶体是否带电?
F(OH)3胶粒为何带正电?
[分析]胶体粒子小
表面积大
吸附能力强
可吸附溶液中的离子
F(OH)3胶粒只吸附阳离子,带正电
向阴极移动
阴极区液体颜色变深。
[投影归纳]胶体粒子小
表面积大
带电
向电极作定向移动。
[多媒体动画模拟]电泳现象。
[旁白]图中大球表示胶粒,
表示被胶粒吸附的离子的种类。
胶粒因吸附阳离子或阴离子而带电荷,在外加电场作用下向阴极或阳极作定向移动。
[讲述]一般说,在同一胶体中,由于胶粒吸附相同的离子因而带同种电荷,如F(OH)3胶粒带正电荷。
但胶体本身不带电,我们不能说F(OH)3胶体带正电。
那么,哪些胶体粒子带正电荷,哪些胶体粒子带负电荷呢?
[投影归纳]一般说:
金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷。
非金属氧化物、金属硫化物、土壤的胶体粒子带负电荷。
但并非所有胶粒都带电荷。
[点击试题]
1F(OH)3胶体中,分散质是___,作____(定向或不规则)运动。
2NC溶液中,N+和C-作____运动。
通直流电后作___运动,N+向___极移动,C-向___极移动。
1许多聚集的F(OH)3分子无规则
2无规则定向运动阴阳
[讨论]同一胶体中胶粒带同种电荷,会产生怎样的作用力?
这种作用力对胶体的性质有何影响?
[讲述]由于同种胶粒带同种电荷,它们之间相互排斥而不易聚集沉降,这就是胶体一般稳定的主要原因。
[投影小结]胶体分散系稳定的原因:
同种胶粒带同种电荷,相互排斥而不易聚集;布朗运动能克服重力作用,胶粒不易沉积。
[过渡]方才,我们分析了胶体稳定的原因,其中胶体粒子带电是重要的因素。
那么,能否想出针对性的办法破坏胶体的稳定性,使胶粒彼此聚集长大而沉降呢?
[归纳投影]1加电解质;2加带相反电荷的胶粒。
[演示]向盛有F(OH)3胶体的试管中滴入MgSO4溶液,振荡。
观察。
现象:
产生浑浊。
[板书]4胶体的聚沉:
分散质粒子相互聚集而下沉的现象,称为胶体的聚沉。
思路:
胶粒
聚集变大
“沉淀”
方法:
加电解质溶液;加带相反电荷的胶粒。
[过渡]以上我们紧紧围绕胶体粒子大小的特征,研究了胶体所具备的重要性质。
借此,可以认识和解释生活中的一些现象和问题。
[板书]5胶体的应用
[点击试题1]在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用,除去大量烟尘,以减少对空气的污染。
这种做法应用的主要原理是()
A电泳B渗析 C凝聚D丁达尔现象
[讲述]以上一例是胶体电泳性质在冶金工业中的应用。
电泳原理还可用于医学诊断(如血清纸上电泳)和电镀工业上。
[解析]使用高压电,即利用外加电场,使气溶胶胶粒向电极移动而聚集,从而除去烟尘。
答案:
A
[板书]
(1)工业除杂、除尘。
[点击试题2]已知土壤胶粒带负电,在土壤里施用含氮量相等的下列肥料,肥效较差的是()
A(NH4)2SO4 B NH4HCO3 C NH4NO3 DNH4C
[解析2]土壤胶粒带负电荷,则对含N的NO3-有排斥作用,这样NO3-将不被土壤吸附,而随水流失,而其他肥料中的含N的离子全是阳离子,易被土壤胶粒吸附,故NH4NO3肥效相对较低。
答案:
C
[板书]
(2)土壤的保肥作用
[点击试题3]自水厂曾用绿矾和氯水一起净水,请用离子方程式和简要文字叙述有关的原理。
答案:
2F2++C2===2F3++2C-,F3++3H2O
F(OH)3+3H+,C2+H2O
H++C-+HCO,HCO起杀菌、消毒作用,F(OH)3 有胶体性质,其带正电的F(OH)3胶粒吸附带负电的水中悬浮物、泥沙等而造成聚沉而达到净水目的。
[板书](3)明矾的净水作用。
[点击试题4]为什么河流入海处,易形成三角洲?
[解析4]河水中粘土等胶粒,遇海水中电解质而发生凝聚作用,逐渐沉降为三角洲。
[板书](4)江河入海口处形成三角洲
[点击试题5]豆浆里放入盐卤或石膏,为什么可制成豆腐?
[解析5]盐卤或石膏为电解质,可使豆浆里的蛋白质胶粒凝聚并和水等物质一起聚沉而成凝胶(豆腐)。
[板书](5)豆腐的制作原理
[小结]胶体的应用很广,随着技术进步,其应用领域还将不断扩大。
[设问]通过本节的学习,我们了解了多少?
你认为本课重点是什么?
[总结]本节我们主要学习了胶体的性质,并了解了胶体性质在实际中的应用。
那么胶体性质与胶体粒子大小的关系是什么?
[投影归纳]
不能通过半透膜
丁达尔效应
1胶体粒子直径较溶质粒子大
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