第2章第1節(jié) 物質(zhì)的分類 第2課時

第2課時 教學(xué)設(shè)計 三維目標(biāo) 知識與技能 １.了解膠體及分散系的概念；了解膠體與其他分散系的區(qū)別；了解膠體的重要性質(zhì)和實際應(yīng)用。 2.實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象探究、分析、推理和判斷的能力。 過程與方法 在膠體的學(xué)習(xí)中，學(xué)會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息，并運用比較、分類、歸納、概括等方法對信息進(jìn)行加工。 情感、態(tài)度與價值觀 １.通過實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和情感。 2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實、勇于探索的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點 膠體的概念及性質(zhì) 教學(xué)難點 膠體的概念及性質(zhì) 教具準(zhǔn)備 3只100 mL的小燒杯、蒸餾水、CuSO4溶液、泥水、FeCl3飽和溶液、膠頭滴管、激光筆（或手電筒） 教學(xué)過程 教學(xué)推進(jìn) [學(xué)生自學(xué)]閱讀P25最后一段并對分散系進(jìn)行分類。 師：什么是分散系？ 生：回答 ［板書］分散系 師：對分散系進(jìn)行分類是樹狀分類還是交叉分類？ 生：交叉分類 師：根據(jù)分散質(zhì)或分散劑所處的狀態(tài)，它們之間有幾種組合方式？ 請同學(xué)們畫出分類圖。 ［板書］（請一位學(xué)生畫在黑板上） 學(xué)生完成并討論。 9種分散系 ［思考與交流］ 師：請試著舉出日常生活中常見的分散系的實例，并討論交流。 生：討論并交流。 答案：見從容說課的［思考與交流2］ 師：對以上9種分散系，取出分散劑是液態(tài)（包括水）的分散系進(jìn)行再分類。分類的依據(jù)是分散質(zhì)粒子的大小。請同學(xué)們閱讀P26第三段、第四段，畫出溶液、膠體、濁液的分類圖。 生：自學(xué)并試著畫分類圖。 ［板書］（請一位學(xué)生畫在黑板上） 教學(xué)推進(jìn) 師：溶液和膠體怎樣區(qū)別呢？ [科學(xué)探究] １.Fe(OH)3膠體的制備 將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰，向沸水中加入1~2 mL飽和FeCl3溶液，繼續(xù)加熱至溶液呈紅褐色，停止加熱。將所得到的Fe(OH)3膠體與CuSO4溶液、泥水比較。 2.把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3膠體的燒杯置于暗處，分別用激光筆照射杯中的液體，從與光束垂直的方向觀察，記錄實驗現(xiàn)象。 學(xué)生完成下列表格： 光束照射時的現(xiàn)象 是否產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng) Fe(OH)3膠體 CuSO4溶液 師：通過探究，同學(xué)們可以得出區(qū)別溶液和膠體的方法。 ［板書］結(jié)論：可以用丁達(dá)爾效應(yīng)區(qū)分溶液與膠體。 過濾后的現(xiàn)象 Fe(OH)3膠體 泥水 師：哪位同學(xué)可以舉出一些日常生活中常遇到的膠體？ 同學(xué)討論回答： 生：土壤膠體；牛奶；墨水；煙霧；水泥；煙水晶。 …… [課堂總結(jié)] 師：（微笑）同學(xué)們回答得很好。通過大家所舉的實例，我們可以看出:在日常生活中膠體的用途十分廣泛。 師：本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了分散系的概念，進(jìn)一步了解了膠體的定義，學(xué)習(xí)了膠體的性質(zhì)，知道了溶液、膠體、濁液的本質(zhì)區(qū)別在于其粒子的大小，學(xué)習(xí)了膠體的一些重要用途，為我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。 （由學(xué)生完成，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納、比較，完成下表） 分散系 溶液 濁液 膠體 分散質(zhì)粒子的直徑 <100 nm >100 nm 1~100 nm 分散質(zhì)粒子 單個小分子或離子 巨大數(shù)目的分子集合體 許多分子的集合體或高分子 實例 酒精、氯化鈉溶液 石灰乳、油水 Fe(OH)3膠體、淀粉溶膠 性質(zhì) 外觀 均一、透明 不均一、不透明 均一、透明 穩(wěn)定性 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 較穩(wěn)定 能否透過濾紙 能 不能 能 能否透過 半透膜 能 不能 不能 鑒別 無丁達(dá)爾效應(yīng) 靜置沉降或分層 丁達(dá)爾效應(yīng) 板書設(shè)計 分散系 9種分散系 活動與探究 1.將FeCl3飽和溶液逐滴加入沸水中，制得Fe（OH）3溶膠，為了除去其中所含的鹽酸，得到較純凈的Fe（OH）3膠體，應(yīng)該采取的措施是（ ） A.加入NaOH溶液中和 B.加入AgNO3溶液，反應(yīng)后進(jìn)行過濾 C.插入石墨電極，通入直流電進(jìn)行電泳后再過濾 D.裝入半透膜中，扎緊袋口，將其全部浸入蒸餾水中，并每隔一定時間更換蒸餾水 2.在日常生活、生產(chǎn)中，您應(yīng)用本節(jié)課的有關(guān)知識解決或解釋了哪些實際問題。 例如：在豆?jié){里加入鹽鹵（主要成分是MgCl2）或石膏（CaSO42H2O）為聚沉劑，使其中的蛋白質(zhì)和水等物質(zhì)一起聚沉而成豆腐。 明礬凈水是利用明礬水解后產(chǎn)生的帶正電荷的氫氧化鋁膠體粒子與帶負(fù)電荷的水中懸浮物、泥沙等聚沉達(dá)到凈化水的目的。 ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 隨堂練習(xí) １.下列關(guān)于膠體的說法正確的是（ ） A.膠體外觀不均勻 B.膠體粒子直徑在1～100 nm之間 C.膠粒不能通過濾紙 D.膠體不穩(wěn)定，靜置后容易產(chǎn)生沉淀 答案:B 2.溶液、膠體和濁液這三種分散質(zhì)的根本區(qū)別是（ ） A.是否為大量分子或離子的集合體 B.分散質(zhì)粒子直徑的大小 C.能否透過濾紙或半透膜 D.是否均一、穩(wěn)定、透明 答案:B 3.關(guān)于膠體和溶液的區(qū)別，下列敘述正確的是（ ） A.溶液呈電中性，膠體帶有電荷 B.溶液中的溶質(zhì)粒子不帶電，膠體中分散質(zhì)粒子帶有電荷 C.通電后，溶液中溶質(zhì)粒子分別向兩極移動，膠體中分散質(zhì)粒子向某一極移動 D.溶液與膠體的本質(zhì)區(qū)別在于分散質(zhì)粒子直徑大小，前者小于1 nm，后者介于1～100 nm之間 答案:D 4.下列關(guān)于Fe(OH)3膠體的說法不正確的是（ ） A.Fe(OH)3溶膠與硅酸溶膠混合將產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象 B.Fe(OH)3膠體在電場作用下向陽極運動 C.Fe(OH)3膠體粒子不停地做布朗運動 D.光線通過Fe(OH)3溶膠時會發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng) 答案:B 5.用下列方法來制備溶膠，可行的是（ ） ①0.5 molL-1 BaCl2溶液和等體積2 molL-1硫酸相混合并振蕩 ②把1 mL飽和三氯化鐵溶液滴加入20 mL沸水中，邊加邊振蕩 ③把1 mL水玻璃加入10 mL 1 molL-1鹽酸中，用力振蕩 A.①② B.①③ C.②③ D.①②③ 答案:C 6.有一膠體溶液，在電泳時它的膠體粒子向陽極移動；將這膠體溶液分別加入下列物質(zhì)①蔗糖 ②硫化鈉 ③硅酸膠體 ④氫氧化鐵膠體中，不發(fā)生聚沉的是（ ） A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①和④ 答案:C 7.下列事實與膠體的性質(zhì)有關(guān)的是（ ） ①用鹽鹵點豆腐 ②用明礬凈水 ③醫(yī)藥上用三氯化鐵止血 ④江河入?？谛纬扇侵? A.①② B.①②④ C.①②③ D.全部 答案:D 8.用半透膜把分子或離子從膠體溶液中分離出來的方法叫（ ） A.電泳 B.電解 C.聚沉 D.滲析 答案:D 9.向氫氧化鐵溶膠中逐漸加入一種液體，先使溶膠發(fā)生聚沉而沉淀，繼續(xù)加入該液體又使沉淀溶解。這種液體是（ ） A.KOH溶液 B.氨水 C.稀鹽酸 D.NaCl溶液 答案:C 習(xí)題詳題 1.②⑧ ①④ ⑤ ⑥ ⑦⑩ ⑨ 2.根據(jù)酸能電離出的H+數(shù)目分為 3.答案：由單質(zhì)構(gòu)成的混合物：合金、鋼，由化合物構(gòu)成的混合物：煤、石油 點撥：混合物又可分為由單質(zhì)構(gòu)成的混合物或由化合物構(gòu)成的混合物。例由單質(zhì)構(gòu)成的混合物：合金（Mg、Al合金）、鋼（Fe、C）等；由化合物構(gòu)成的混合物：煤、石油等。 4.答案：科學(xué)文獻(xiàn)分類法的應(yīng)用。 點撥：分類法對于研究龐大化學(xué)物質(zhì)有著重大意義，如分類法對于化學(xué)科學(xué)文獻(xiàn)的查找資料等。 5.答案： 分散系 分散質(zhì)粒子大小 主要特征 舉例 濁液 ＞100 nm 不均一、不穩(wěn)定 泥漿 溶液 ＜1 nm 均一、穩(wěn)定、透明 NaCl溶液 膠體 1 nm＜膠體粒子＜100 nm 均一、較穩(wěn)定、透明 Fe(OH)3膠體 點撥：主要利用課本中介紹的幾種分散系的概述，即可完成表格內(nèi)容。 6.BD 7.答案：（1）膠體區(qū)別于其他分散系的本質(zhì)特征是膠粒直徑在1~100 nm之間。 （2）明礬凈水 點撥：明礬凈水原理是利用膠體的性質(zhì)（聚沉）。 備課資料 1.樹狀分類法 單 質(zhì) 金 屬 冶金分類 黑色金屬 Fe,Cr,Mn 有色金屬 除Fe,Cr,Mn外的金屬 按密度分類 輕金屬 Na,Mg,Al等 重金屬 Fe,Cu,Hg,Ag等 常規(guī)分類 常見金屬 Fe,Al,Cu等 稀有金屬 Zr,Nb,Mo等 非金屬 有多種不同的分類方式，其中包括稀有氣體 氧化物 不成鹽氧化物 NO,CO等 成鹽氧化物 酸性氧化物 SO2,CO2等 堿性氧化物 Na2O,CaO等 兩性氧化物 Al2O3,ZnO等 化合物 堿 溶解度大小 可溶性堿 NaOH等 難溶性堿 Fe(OH)3等 堿性強弱 強堿 KOH,NaOH等 弱堿 NH3H2O,Fe(OH)3等 酸 是否含有氧元素 含氧酸 H2SO4等 無氧酸 H2S等 可電離出H+數(shù)目 一元酸 HCl,HClO等 二元酸 H2SO4，H2S等 三元酸 H3PO4等 氧化性（酸根） 強氧化性 HNO3,濃H2SO4等 非氧化性 HNO3,H2SO4等 酸性 強酸 稀硫酸，鹽酸等 弱酸 H2S，HClO等 鹽 正鹽 Na2SO4等 酸式鹽 NaHSO4等 堿式鹽 Cu2(OH)2CO3等 復(fù)鹽 KAl(SO4)2等 絡(luò)鹽 Ag(NH3)2Cl ,Fe(SCN)3等 有機物 有機化學(xué)部分再研究 混合物 溶液，膠體，濁液 2. 混 合 物 狀態(tài) 固體 玻璃，合金等 液體 雪碧等 氣體 空氣等 揮發(fā)性 易揮發(fā) 酒等 難揮發(fā) 硫酸銅溶液等 顏色 有 高錳酸鉀溶液等 無 氯化鈉溶液 熔點 高沸點 濃硫酸等 低沸點 碘酒等 其他方面 3.相關(guān)的資料 化學(xué)物質(zhì)的分類 化學(xué)物質(zhì)是化學(xué)運動的物質(zhì)承擔(dān)者，也是化學(xué)科學(xué)研究的物質(zhì)客體。這種物質(zhì)客體雖然從化學(xué)對象來看只是以物質(zhì)分子為代表，然而從化學(xué)內(nèi)容來看則具有多種多樣的形式，涉及許許多多物質(zhì)。因此，研究化學(xué)物質(zhì)的分類就顯得非常重要。 按照物質(zhì)的連續(xù)和不連續(xù)（分立的）形式，首先可以把化學(xué)物質(zhì)分為連續(xù)的宏觀形態(tài)的物質(zhì)，如各種元素、單質(zhì)與化合物，以及不連續(xù)的微觀形態(tài)的物質(zhì)，如由分子、離子、原子構(gòu)成的物質(zhì)。 （1）化學(xué)粒子的分類 化學(xué)粒子的種類也是紛繁多樣的。根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)的研究成果，我們可以把它們分為原子、分子、離子、自由基、膠粒、絡(luò)合粒子、高分子、活化分子、活化配位體化合物和生物大分子等等。這些物質(zhì)粒子中的每種粒子都有其自身的組成和結(jié)構(gòu)。它們之間是有區(qū)別的，然而又是相互聯(lián)系的。 原子被看作是化學(xué)變化中保持本性不變的最小粒子。 分子是由原子構(gòu)成的粒子，是化學(xué)運動的主要承擔(dān)者，在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)變。 離子是原子（或原子團）失去或得到電子形成的帶電粒子。 自由基是含有未配對電子的不帶電荷的物質(zhì)粒子。它主要是從有機化合物分子進(jìn)行分解而形成的，又稱游離基。 膠粒是在分散體系中線性大小介于1～100 nm（1 nm=10-7 cm）的帶電分散質(zhì)粒子。它是由分子聚集成的膠核和離子組成的復(fù)雜粒子。 絡(luò)合離子現(xiàn)今通稱為配位粒子。它是由中心離子（或原子）與其他一些粒子（離子或分子）通過配位鍵結(jié)合起來的帶電荷的或電中性的復(fù)雜粒子。 高分子則是由大量原子以共價鍵結(jié)合起來的大分子。相對分子質(zhì)量高達(dá)幾千到幾百萬（而一般有機化合物相對分子質(zhì)量約在500以下）。如以來源劃分，可分為天然高分子化合物（如蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素等）和合成高分子化合物（如塑料、合成橡膠、合成纖維等）；如以組成和結(jié)構(gòu)劃分，又可分為由同一結(jié)構(gòu)單元（單體分子）多次重復(fù)聯(lián)結(jié)成的高聚物高分子（如聚乙烯、聚丙烯等），以及由不同結(jié)構(gòu)單元形成，并具有特殊生命功能的生物高分子（如蛋白質(zhì)和核酸等）。 隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，本世紀(jì)以來又相繼發(fā)現(xiàn)了諸如活化分子、活化配位體化合物等一些新的物質(zhì)粒子。 在上述這些化學(xué)粒子中，原子是基礎(chǔ)，原子核外的電子是橋梁，其他粒子則是以原子為基礎(chǔ)通過電子的轉(zhuǎn)移、結(jié)合（配對）、接受而形成的。 研究化學(xué)粒子的分類，可以充分證明化學(xué)粒子多樣性的統(tǒng)一，具有重要意義。這是我們確立化學(xué)科學(xué)在自然科學(xué)體系中的地位和在化學(xué)科學(xué)內(nèi)部進(jìn)行分類的重要基礎(chǔ)。化學(xué)粒子是化學(xué)研究內(nèi)容所包含的物質(zhì)客體。它使化學(xué)同物理學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科相區(qū)別；同時這些學(xué)科又從不同角度研究一些相同的化學(xué)粒子，又使化學(xué)同物理學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科發(fā)生聯(lián)系和相互過渡。在化學(xué)科學(xué)的內(nèi)部，隨著人們對化學(xué)粒子多樣性的深入研究，不斷分化出許多新的分支學(xué)科。例如19世紀(jì)在原子分子學(xué)說的基礎(chǔ)上，人們把化學(xué)分成無機化學(xué)和有機化學(xué)等；后來發(fā)現(xiàn)了配位粒子，人們就從其中分化出配位體化學(xué)；再往后又分化出研究離子行為的電化學(xué)和溶液化學(xué)，研究膠粒及其組成的分散體系的膠體化學(xué)，研究高分子物質(zhì)的高分子化學(xué)，研究生物大分子行為的生物化學(xué)等。可以預(yù)料，隨著化學(xué)的發(fā)展，還會發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)粒子，人們對化學(xué)粒子分類的研究，也必將日益深入。 （2）化學(xué)元素的分類 化學(xué)物質(zhì)的宏觀連續(xù)狀態(tài)，可以分為單質(zhì)和化合物兩大類，而它們又都是由元素構(gòu)成的。 人類認(rèn)識的元素目前已達(dá)112種。其中有94種是在自然界中已找到的天然元素，18種是人造元素。 對元素的分類早在19世紀(jì)初就開始研究了。在門捷列夫之前已有不少化學(xué)家從事過化學(xué)元素的分類研究。例如波登科弗、格拉法斯通、杜馬、尚古都等人從各個角度出發(fā)對元素進(jìn)行分類?；蛞栽仉娀驗榉诸悩?biāo)準(zhǔn)，或以原子價，或以相對原子質(zhì)量順序為分類標(biāo)準(zhǔn)等，其中比較重要的分類成果是“三素組”“八音律”和“邁爾曲線”。 “三素組”是1829年由段柏萊納創(chuàng)立的。他把已知元素中的十五種分作五組，每組中包含著三個性質(zhì)相似的元素，故稱“三素組”。他指出在三個同組的元素中，中間元素的相對原子質(zhì)量等于前后相鄰的兩個元素相對原子質(zhì)量的算術(shù)平均值。而英國人紐蘭茲則試著把元素按相對原子質(zhì)量大小的順序排列起來。1865年他發(fā)現(xiàn)“第八個元素是第一個元素的某種重復(fù)，就像音樂中八度音程的第八個音符一樣”，被稱為元素分類的“八音律”。德國化學(xué)家邁爾經(jīng)過細(xì)致的分類研究，指出“元素的性質(zhì)為相對原子質(zhì)量的函數(shù)”。他把相對原子質(zhì)量作為橫坐標(biāo)，以原子體積為縱坐標(biāo)，繪成了原子體積曲線，結(jié)果是相似的元素在曲線上都占據(jù)著類似的位置。如此，顯示了原子體積和相對原子質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系。這就是著名的邁爾曲線。 1869年，門捷列夫在前人工作的基礎(chǔ)上，著重研究了對元素的綜合性分類。他指出“不管人們愿意不愿意……在元素的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)之間一定存在某些聯(lián)系……因此就應(yīng)該找出元素特性和它們相對原子質(zhì)量之間的關(guān)系”。他把當(dāng)時已知的63種元素進(jìn)行分類，首次創(chuàng)立了元素周期表（下表）。 下表是門捷列夫第一次發(fā)表的元素周期系（1869年） OпъITъCиCTEмъIэпEHTOBъ OCHOBaHHOйHaиXъaTOMHOMъBъCъиXиMичeCKOMъCXOДCTBъ。 Ti=50 Zr=90 ?=180. V=51 Nb=94 Ta=182. Cr=52 Mo=96 W=186. Mn=55 Rh=104.4 Pt=197.4 Fe=56 Ru=104.4 Ir=198， Ni=Co=59 Pl=106.6 Os=199. H=1 Cu=63.4 Ag=108 Hg=200. Be=9.4 Mg=24 Zn=65.2 Cd=112 B=11 Al=27.4 ?=68 Ur=116 Au=197？ C=12 Si=28 ?=70 Sn=118 N=14 P=31 As=75 Sb=122 Bi=210？ O=16 S=32 Se=79.4 Te=128？ F=19 Cl=35.5 Br=80 I=127 Li=7 Na=23 K=39 Rb=85.4 Cs=133 Tl=204. Ca=40 Sr=87.6 Ba=137 Pb=207. ？=45 Ce=92 ？Er=56 La=94 ？Yt=60 Di=95 ？In=75.6 Th=118？ 門捷列夫第一次對元素作了本質(zhì)性的分類。后來由于人類認(rèn)識的元素越來越多，特別是19世紀(jì)末物理學(xué)的一系列新發(fā)現(xiàn)，使莫斯萊把門捷列夫的分類又推向新的水平。至今人們已對元素的分類形成了更加完備的認(rèn)識。元素周期律是應(yīng)用化學(xué)分類方法取得成功的典范。 通過上述資料我們可以看出，門捷列夫先是根據(jù)不同元素的相對原子質(zhì)量對元素進(jìn)行分類，為后人進(jìn)一步研究物質(zhì)的分類指明了方向，周期律的發(fā)現(xiàn)，奠定了無機化學(xué)的結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，為無機化學(xué)的進(jìn)一步研究作出了巨大的貢獻(xiàn)。 4. 分散系 分散質(zhì)粒子大小 主要特征 舉例 丁達(dá)爾效應(yīng) 布朗運動 外觀穩(wěn)定性 濁液 >100 nm 多數(shù)能 多數(shù)能 不均一，不穩(wěn)定 泥水 溶液 <1 nm 否 否 均一，穩(wěn)定 硫酸銅溶液 膠體 介于１~100 nm之間 能 能 介穩(wěn)性 氫氧化鐵膠體 5.（1）可以用丁達(dá)爾效應(yīng)區(qū)分溶液與膠體。 （2）有時也可以利用膠體的聚沉來鑒別溶液與膠體。 8