高中化学《分散系及其分类》优秀教案.docx
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高中化学《分散系及其分类》优秀教案
〔人教版必修1〕第二章《化学物质及其变化》教学设计
第一节物质的分类
〔第二课时:
分散系及其分类〕
课题:
2.1.2分散系及其分类
课时
1
授课班级
教
材
分
析
“分散系及其分类〞是“物质的分类〞内容的延续,其核心是通过学习“分散系以及胶体性质〞来构建和完善物质的分类观,为以后研究物质世界提供行之有效的方法。
本节内容在掌握了三种分散系的划分的根底上,进一步学习区别这三种分散系的方法;在掌握了胶体这一新的概念的根底上,进一步学习胶体的重要性质——丁达尔效应;通过得出“胶体的结构决定其具有丁达尔效应〞的结论启发学生在后续的学习中应用“结构决定性质〞这一重要化学学习方法,从而为化学必修课程的学习,乃至整个高中阶段的化学学习奠定重要的根底。
本节课对于开展学生的科学素养,引导学生有效地进行高中阶段的化学学习,具有非常重要的承前启后的作用。
因此,本节在全书中占有特殊的地位,是整个高中化学的教学重点之一。
节本知识通过实验对胶体与溶液、浊液的探究,得出胶体的重要性质──丁达尔效应;对于胶体这局部内容,教科书只介绍了丁达尔效应,渗析、电泳现象和胶体的介稳性也只是在“科学视野〞栏目中点到为止,因此胶体的这些性质不需作为教学重点。
学情分析
通过本节教材第一节课时的学习初步掌握了简单分类方法及其应用。
知道溶液和浊液属于混合物,但还没从分散系的角度对混合物进行分类。
胶体知识与学生以前学习的知识有所不同,这对学生而言是一个较为陌生的领域,但其形成原理学生在已经有所接触。
教
学
目
标
知识与技能
1.通过阅读观察、阅读归纳、思考交流,进一步认识分散系、分散质和分散剂,能从宏观和微观结合的角度认识分散系的分类方法,认识胶体是一种常见的分散系。
2.通过阅读填空、分组实验、讨论交流,学会Fe〔OH〕3胶体的制备方法。
能基于证据对分散系的组成、变化提出可能的假设,建立关于胶体的制备、性质并应用于解决相关应用的思维模型。
3.通过观察归纳、实验探究、归纳小结,认识丁达尔效应,知道鉴别溶液、胶体、浊液的方法。
过程与方法
用实验、观察等方法获取信息,联系生活中的实例,利用物质的分类思想和比拟的方法,对所获取信息进行加工、归纳、整理、总结得出新的知识。
情感态度价值观
通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感,培养学生积极参与交流、讨论的学习习惯和仔细观察、认真思考、积极讨论的探究精神。
教学重点
分散系的分类方法与鉴别、胶体的制备。
教学难点
Fe(OH)3等胶体的制备。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【引入】同学们,早餐吃过豆浆油条吧?
有时候我们经常在豆浆里放入大量的糖,使得豆浆依然像牛奶一样纯白甜蜜,但是如果我们在豆浆里参加食盐和酱油,你会发现豆浆很快会凝成白花花的豆花,这是为什么呢?
阳光灿烂的清晨,在茂密的树林里,你又会看到什么景象呢?
〔展示图片〕在阳光灿烂的清晨,我们会看到阳光透过树林,形成一道道光亮的光柱,非常的美丽!
【过渡】这些自然现象是怎样产生的?
这一节课我们就探讨这方面的有关知识。
【板书】二、分散系及其分类
【板书】活动一、分散系及其分类
【思考】通过预习,你是如何理解分散系的?
分散系是由哪两局部组成的呢?
【交流】分散系:
一种〔或几种〕物质以粒子形式分散到另一种物质里形成的混合物。
分散系由分散质和分散剂组成。
【讲解】分散系就是,把一种〔或多种〕物质分散在另一种〔或多种〕物质中所得到的体系,叫做分散系。
而分散系由两局部组成,分散质和分散剂;分散质是被分散的物质,分散剂是容纳分散质的物质。
比方, NaCl溶液为分散系,其分散质为NaCl,分散剂为水。
【过渡】从分散质和分散剂的状态考虑,可以组成几种分散系?
【讲解】物质的状态有三种,固、液、气。
分散剂和分散剂的状态都可以为固、液、气,
那么也就是说,当分散剂为气体时,它的分散剂可以为固、液、气,组成的分散系共三种。
同理,当分散剂为液体或固体时,根据分散剂状态,也可以分别组成三种分散系。
那么,也就是说,以分散质和分散剂的状态为依据时,分散系一共有九种。
【过渡】那么,这九种分散系对应的实例有哪些?
【PPT演示】
分散质状态
分散剂状态
实例
气
气
空气
液
气
云、雾
固
气
烟
气
液
泡沫
液
液
牛奶、豆浆
固
液
油漆
气
固
泡沫塑料
液
固
珍珠〔包含水的碳酸钙〕
固
固
有色玻璃、合金
【讨论】分散系一共有九种,而当分散剂为水〔或者其他液体〕时,按分散质粒子直径大小,分散系如何分类?
【交流】分为以下三种:
当分散质粒子直径<1nm的分散系为溶液;分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系称为胶体;分散质粒子直径>100nm的为浊液,而浊液又分为悬浊液和乳浊液,二者的区别在于,悬浊液是直径>100nm的固体小颗粒分散在液体中,比方说泥水,乳浊液则是直径大于100nm的小液滴分散在液体中,比方油水混合物、牛奶。
【思考】根据以上分析,三种分散系的本质区别是什么?
【交流】分散系的本质区别在于分散质粒子直径大小不同。
【典例1】以下分散系中,分散质微粒直径最大的是( )
A.新制氢氧化铜悬浊液B.淀粉溶液
C.溴的四氯化碳溶液D.豆浆
【答案】A
【解析】A为浊液,B、D为胶体,C为溶液,答案选A。
【典例2】根据气象台报道,近年来每到春季,沿海一些城经常出现大雾天气,致使高速公路关闭,航班停飞。
雾属于以下分散系中的( )
A.溶液B.悬浊液
C.乳浊液D.胶体
【答案】D
【解析】雾是由悬浮在大气中的小液滴构成的,小液滴的直径在1~100nm之间,所以雾属于胶体。
【过渡】对于胶体的分类,可以根据分散剂的状态分为气溶胶、液溶胶和固溶胶。
比方,雾、烟、云都分散在大气当中,所以是气溶胶;烟水晶、有色玻璃是存在有色物质的混合物,所以是固溶胶;而液溶胶主要就有鸡蛋清、豆浆、果冻等。
【板书】活动二、Fe〔OH〕3胶体的制备
【实验探究】 Fe(OH)3胶体的制备
【实验】步骤:
取一烧杯,参加25 mL蒸馏水,加热至沸腾,然后向沸水中滴加FeCl3饱和溶液1~2mL。
继续煮沸,待液体呈红褐色后,立即停止加热,即制得Fe(OH)3胶体。
【描述】实验现象:
液体由黄色变成红褐色,且澄清透明。
【实验结论】原理:
FeCl3+3H2O === Fe(OH)3〔胶体〕+3HCl
【讨论】制备Fe〔OH〕3胶体的实验中应该注意哪些问题?
能否直接用饱和FeCl3溶液与NaOH溶液反响制备Fe〔OH〕3胶体。
【交流】〔1〕饱和FeCl3溶液〔2〕沸水〔3〕不能用玻璃棒搅拌和长时间煮沸〔4〕不能用NaOH溶液
【实验探究】继续加热Fe〔OH〕3胶体或参加盐酸或氢氧化钠溶液,观察有何现象?
【交流】继续加热Fe〔OH〕3胶体或参加氢氧化钠溶液时产生红褐色沉淀且不再溶解,当参加盐酸时先生成红褐色沉淀后溶解。
【典例1】1.以下关于氢氧化铁胶体制备的说法正确的是( )
A.将氯化铁稀溶液慢慢滴入沸腾的自来水中,继续加热煮沸
B.将氯化铁饱和溶液慢慢滴入沸腾的蒸馏水中,并用玻璃棒搅拌
C.将氢氧化钠溶液慢慢滴入饱和的氯化铁溶液中
D.在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色
【答案】D
【解析】制备氢氧化铁胶体时,假设选用自来水、氢氧化钠溶液,或用玻璃棒搅拌、长时间加热等,都会容易产生氢氧化铁沉淀,而不能得到氢氧化铁胶体。
【典例2】将饱和FeCl3溶液分别滴入以下液体中,能形成胶体的是( )
A.冷水B.沸水
C.NaOH浓溶液D.NaCl浓溶液
【答案】B
【解析】胶体的制取方法有三种:
①化学反响法,如AgI胶体、氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体的制取等;②溶解分散法,如淀粉胶体、蛋白质胶体的制取等;③机械研磨法,如黑墨汁胶体的制取。
【过渡】我们知道,分散系的本质区别在于分散质粒子直径大小,怎么证明制得的分散系就是胶体而非浊液或溶液?
从外观是澄清透明的可以判断所制得的分散系不是浊液,但是至于它是胶体还是溶液还需通过实验探究。
【板书】活动三:
胶体的性质
【实验】步骤:
分别用激光照射盛CuSO4溶液、Fe(OH)3胶体和泥水的烧杯,在光束垂直的方向观察现象。
【交流】实验现象:
我们可以看到在垂直于光束的方向看到Fe(OH)3胶体中有一条光亮的“通路〞,而溶液中无光现象,同理浊液也不可能有这种现象。
【思考】为什么只有胶体会出现这样的现象?
【交流】当光线照射到胶体粒子上时,有一局部光发生了散射作用,另一局部光透过了胶体,无数个胶粒发生光散射,如同有无数个光源存在,我们便可发现当一束光线通过胶体时从侧面可以看到一条光亮的“通路〞。
而溶液中的粒子直径很小,发生很微弱的散射,甚至造成全透射;浊液中的粒子直径太大,使光全部反射,因而也不会形成光亮的“通路〞。
【强调】那么,也就是说,由于光发生散射形成光亮的“通路〞,这种现象只有胶体才会发生,是胶体特有性质!
我们把这种性质叫做“丁达尔现象〞。
【设问】胶体还有哪些性质呢?
以前,我们在学习了一个布朗运动的概念,悬浮在水中的小颗粒作不停地,无秩序地运动,同理,胶体中的胶粒在分散系中做布朗运动,由于胶体粒子不停地、无序地运动,使它们不容易碰撞在一起,不会聚集成质量较大的颗粒而沉降下来,因此胶体还是比拟稳定的。
【追问】那么同学们,布朗运动也是胶体所特有的性质吗?
【交流】不是。
【强调】布朗运动不是胶粒专属性质,溶液中的离子、分子等也有此现象。
【思考】大多数胶体中的胶粒都带有电荷,这是因为胶粒具有很大的比外表积,能够吸附阴离子或阳离子。
但是,同学请注意,是胶体带电还是胶粒带电?
【答复】胶体本身不带电的!
【小结】胶粒的带电性有三种情况:
a.金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒因吸附阳离子而带正电。
如Al(OH)3、Fe(OH)3胶粒。
b.非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤胶粒因阴离子而带负电。
如H2SiO3、As2S3胶粒。
c.有些胶粒如淀粉、蛋白质等高分子物质一般不吸附各种离子,故不带电。
【强调】而正是因为胶粒带电,所以胶体还存在一个性质,就是能发生电泳现象。
带有电荷的胶体粒子,在外加电场作用下,胶体粒子在分散剂里作定向移动。
【思考】当我们在一支U型管中均匀装满红褐色的Fe(OH)3胶体,两端各插上电极,接通电源后,我们会发现,阳极附近的颜色变浅,而阴极附近颜色逐渐加深!
这说明了什么呢?
【交流】接通电源后,带正电的Fe(OH)3胶粒在外加电场下,向阴极移动。
【强调】这种现象就叫做电泳,可以应用于静电除尘。
但是对于不带电的胶体,就不会发生这种现象。
【讨论】我们知道,溶液很稳定,而胶体也是较为稳定!
我们能用胶体的哪些性质来解释这一问题?
【交流】胶体微粒作布朗运动,不容易发生碰撞是胶体稳定的次要原因。
因为胶粒带同种电荷,相互间产生排斥作用,不易结合成更大的沉淀微粒,这才是胶体介稳定的主要原因。
【讨论】那么,如何破坏胶体的稳定性?
用什么方法使胶体粒子聚集长大,形成了颗粒较大的沉淀从分散剂里析出,使之发生聚沉现象呢?
【强调】刚刚,我们说了,由于胶粒带同种电荷,互相排斥是胶体稳定的主要原因。
那么,我们就要想方法,减弱或消除胶粒的带电性,从而减弱或消除电性排斥作用,增加胶粒碰撞的时机,从而结合成较大的颗粒而聚沉下来。
【小结】具体的有四种方法:
①参加电解质——电解质电离出的阴阳离子,分别能中和带有正或带有负电荷胶粒的胶体。
②参加电性相反的胶粒——破坏胶粒的带电结构。
③升温——增加碰撞时机。
④搅拌——增加碰撞时机,并破坏双电层结构。
【强调】根据胶体的性质,还可应用于胶体的净化——渗析。
也就是利用半透膜的选择透过性别离不同分散质的别离方法。
半透膜是一种孔隙比滤纸更小的〔﹤1nm〕,只能允许某些小的分子或离子扩散进出的薄膜。
当同时具有粒子直径>100nm、1~100、<1nm的混合液体时,经过滤纸时,直径>100nm的粒子被过滤,而剩余的溶液和胶体通过半透膜时,只有直径<1nm的溶液粒子可以通过半透膜,那么胶体就可以到达净化的作用。
〔动画展示〕
【典例1】1.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )
A.分散质粒子直径在1~100nm之间
B.都是混合物
C.都是无色、透明的溶液
D.都呈红褐色
【答案】B
【解析】氯化铁溶液与氢氧化铁胶体两种分散系,都属于混合物;氯化铁溶液为棕黄色,其分散质粒子直径小于1nm;氢氧化铁胶体为红褐色,其分散质粒子直径在1~100nm之间。
【典例2】以下关于胶体的认识错误的选项是( )
A.鸡蛋清溶液中参加饱和(NH4)2SO4溶液生成白色沉淀,属于物理变化
B.纳米材料微粒直径一般从几纳米到几十纳米(1nm=10-9m),因此纳米材料属于胶体
C.往Fe(OH)3胶体中逐滴参加稀硫酸会产生沉淀而后沉淀逐渐溶解
D.水泥厂、冶金厂常用高压电除去烟尘,是因为烟尘微粒带电荷
【答案】B
【解析】鸡蛋清溶液中参加饱和(NH4)2SO4溶液,鸡蛋白的溶解度减小而析出,物理变化,A正确;胶体是分散系,为混合物,B错;稀H2SO4先使Fe(OH)3胶体聚沉生成Fe(OH)3沉淀,而后又使其溶解,C正确;D是利用胶体的电泳除尘,正确。
【过渡】由于“丁达尔现象〞是胶体的特性,所以这种方法可以作为区分胶体和溶液最常用的物理方法。
我们生活中也有很多“丁达尔现象〞,比方清晨阳光灿烂的树林等。
【板书】活动四、胶体的鉴别
【思考】比照观察CuSO4溶液、Fe〔OH〕3胶体和泥水,思考如何区别浊液、胶体和溶液?
【交流1】可通过观察颜色和是否澄清透明来鉴别。
【交流2】也可用激光照射三种分散系,在光束垂直的方向观察是否有光的“通路〞,鉴别出胶体,在用观察法鉴别出溶液和浊液。
【讨论】Fe〔OH〕3胶体的胶粒数与Fe〔OH〕3分子数相等吗?
怎样别离溶液和胶体?
【交流】不相等,胶粒数大大小于分子数;利用“渗析〞原理—半透膜别离溶液和胶体。
【设问】鸡蛋清是一种胶体,如何通过简便方法鉴别NaCl溶液和鸡蛋清胶体呢?
【交流】可通过产生丁达尔效应进行鉴别。
当用光束通过NaCl溶液和鸡蛋清胶体时,从侧面能够观察到一条光亮“通路〞的是鸡蛋清胶体。
【探究】向Fe(OH)3胶体中参加稀盐酸,先产生红褐色沉淀,继续滴加盐酸,红褐色沉淀又溶解,为什么?
【交流】Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,参加盐酸后盐酸中和了胶体粒子上的电荷使胶体聚沉形成Fe(OH)3沉淀,继续滴加盐酸,酸碱发生中和反响,Fe(OH)3沉淀又发生反响生成FeCl3。
【典例1】1.以下事实与胶体性质无关的是( )
A.土壤中离子的吸附和交换过程,有保肥作用
B.将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
C.一束平行光线射入蛋白质溶液里,从侧面可以看到一条光亮的通路
D.可用半透膜除去淀粉溶液中的少量NaCl
【答案】B
【解析】胶体的性质包括丁达尔效应、布朗运动、电泳、胶体的聚沉。
A选项土壤中的胶体对离子有吸附和交换作用,可起到保肥的效果;B中的植物油倒入水中用力搅拌形成的油水混合物属于乳浊液,长时间后分层,油层在水层的上面,可以用分液的方法别离;蛋白质溶液属于胶体,有丁达尔效应;利用分散质微粒直径的大小用半透膜除去淀粉胶体中的少量NaCl。
2.FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系,以下表达中错误的选项是( )
A.Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径在10-9~10-7m
B.分别用一束光透过三种分散系,只有Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.三种分散系的颜色都相同,且均能与盐酸反响,具有吸附性
D.三种分散系均属于混合物
【答案】C
【解析】A项,胶体区别于溶液或浊液的本质特征是胶体粒子的直径在10-9~10-7m,正确;B项,胶体能发生丁达尔效应,溶液和浊液不会产生丁达尔效应,正确;C项,只有胶体具有吸附性,FeCl3溶液和Fe(OH)3浊液没有吸附性,FeCl3溶液为棕黄色,而Fe(OH)3胶体和Fe(OH)3浊液都为红褐色,错误;D项,溶液、胶体、浊液均属于混合物,正确。
【小结】根据这节课学习的内容,完成以下表格
分散系
粒子直径
外观
稳定性
能否通过滤纸
能否通过半透膜
是否有丁达尔效应
溶液
d<1nm
均一、透明
稳定
能
能
无
胶体
1nm 有些也是 透明的 介稳定 不能 有 浊液 d>100nm 不均一、 不透明 不稳定 不能 不能 无 知识 结构 与 板书 设计 二、分散系及其分类 1.分散系 〔1〕概念: 把一种〔或多种〕物质分散在另一种〔或多种〕物质中所得到的体系。 〔2〕组成: 分散剂、分散质 〔3〕分类: ①按分散系组成存在状态的不同〔9种〕 ②按分散质粒子直径大小不同 2.胶体 〔1〕Fe(OH)3胶体的制备 〔2〕胶体的性质 〔3〕胶体与溶液、浊液的区别 分散系 粒子直径 外观 稳定性 能否通过滤纸 能否通过半透膜 是否有丁达尔效应 溶液 d<1nm 均一、透明 稳定 能 能 无 胶体 1nm 有些也是 透明的 介稳定 不能 有 浊液 d>100nm 不均一、 不透明 不稳定 不能 不能 无 教学后记 本节课的内容对于学生来说是一个未知的领域,对于胶体这个分散系的认识也是由浅入深,学生在理解的过程中会比拟困难,所以对于根本知识,学生应该多花时间去消化。 而且胶体的应用在高考中是非常重要的一块儿,也是难点。 课下应该多作相应习题的练习,加以强化和稳固。 刚开始习题的讲解应该细、慢,将根本概念的理解在习题中吃透,以能够融会贯穿。
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