高中化学第章元素与物质世界第节元素与物质的分类时三一种重要的混合物胶体教学设计鲁科必修.docx

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高中化学第章元素与物质世界第节元素与物质的分类时三一种重要的混合物胶体教学设计鲁科必修

第2章第1节元素与物质的分类

第2课时三、一种重要的混合物-胶体

【教学目标】

根据大纲对本节的具体要求，同时针对职高生的心理特点和认知水平，结合教材，本着面向全体、使学生全面主动发展的原则，确定本节课的教学目标如下：

1．知识目标：

（1）记住分散系，分散质，分散剂的概念；

（2）理解胶体的丁达尔现象，电泳，聚沉等化学性质，能运用所学知识解释生活中常见的现象。

2．能力目标：

通过学生的提问、讨论和总结

（1）培养学生运用本节的知识解决实际问题的能力。

（2）培养学生观察现象、分析问题，使学生养成科学思维的习惯。

3．思想目标：

结合本节的教学，向学生渗透严谨治学的意识，同时使学生的思想受到教育。

通过课堂的师生交流、生生交流创造良好的学习氛围，增强师生感情，增强班级凝聚力，使学生对本学科更加热爱。

【教学过程】

一、一种重要的混合物—胶体

联想·质疑（提出问题）

在天气晴朗的情况下，当你漫步在茂密的树林里，会看到缕缕霞光穿过林木枝叶铺洒在地面上，你知道这是为什么吗？

在晚上，当你打开手电筒时，会看到一道“光柱”射向天空或射向远方，你知道这是为什么吗？

这些现象与一种特殊的混合物有关。

1.分散质：

被分散成微粒的物质叫分散质。

如食盐溶液中的食盐。

2.分散剂：

分散质分散到另一种物质中，这种物质（另一种物质）叫分散剂。

如食盐溶液中的水。

3.分散系：

由分散质和分散剂构成的混合物统称为分散系。

如食盐溶液就是一种分散系。

教师要求学生列举几种分散系，并指出分散质和分散剂。

4.几种常见的分散系（根据分散系中分散质粒度大小进行分类）

（1）溶液：

分散质是分子或离子，分散质的粒度＜1nm（10－9m），具有透明、均匀、稳定的宏观特征。

（2）浊液：

分散质是分子的集合体或离子的集合体，分散质的粒度＞100nm（10—7m），具有浑浊、不稳定等宏观特征。

（3）胶体：

分散质的粒度介于1～100nm之间的分散系叫胶体（也称为溶胶）。

【点评】数轴是初一数学中的一个重要内容。

在化学教学中应用数轴将同一类型的不同对象按数量的大小在数轴上进行有序排列，可以使学生建立有序思维。

如物质的溶解性（难溶、微溶、易溶）、同种元素的变价化合物均可用数轴进行排列。

5.胶体的性质

（1）丁达尔现象：

当可见光束通过胶体时，在入射光侧面可观察到明亮的光区，这种现象叫做丁达尔现象或丁达尔效应。

丁达尔现象产生的原因：

胶体中分散质微粒对可见光（波长为400～700nm）散射而形成的。

丁达尔现象的应用：

区别溶液和胶体。

实验：

先取一个具有双通性质的纸筒（事先在纸筒的下端钻一个小孔，以让光线通过），将纸筒套在盛在氢氧化铁胶体的烧杯上，再取一只40W的电灯泡，通电后放在纸筒的小孔处，人从纸筒的上端从上往下观察，即可观察到有一条“光亮的通路”的现象。

能同样的办法观察食盐溶液的现象。

（2）电泳：

胶体中的分散质微粒在直流电的作用下产生定向移动的现象叫电泳。

电泳现象说明胶体中的分散质微粒带有电荷。

胶体粒子带电的经验规律——

带正电荷的胶体粒子：

金属氢氧化物（如氢氧化铝、氢氧化铁胶体）；金属氧化物胶体。

带负电荷的胶体粒子：

非金属氧化物胶体；金属硫化物胶体；硅酸胶体；土壤胶体。

特殊胶体：

AgI胶体粒子随AgNO3和KI的相对量不同可带正电或负电。

若KI过量，则AgI胶体粒子吸附I—而带负电荷；若AgNO3过量，则AgI胶体粒子吸附Ag+而带正电荷。

（3）聚沉：

向胶体中加入盐时，其中的阳离子或阴离子能中和分散质微粒所带的电荷，从而使分散质聚集成较大的微粒，在重力作用下形成沉淀析出。

这种胶体形成沉淀析出的现象称为胶体的聚沉（适用于液溶胶）。

实验：

向氢氧化铁胶体中加入适量的硫酸钠，可观察到氢氧化铁沉淀析出。

6.胶体的制备

凝聚法：

（1）向沸水中滴加几滴饱和的氯化铁溶液，适当加热即可形成氢氧化铁胶体（注意加热时间不宜过长，否则会形成氢氧化铁沉淀）。

FeCl3+3H2O====Fe（OH）3（胶体）+3HCl

（2）在不断振荡的情况下，向稀KI溶液中加入稀AgNO3溶液，可制得浅黄色的确良AgI胶体。

7.胶体的用途：

（1）盐卤点豆腐；

（2）肥皂的制取和分离；

（3）明矾净水；

（4）FeCl3溶液用于伤口止血。

（5）水泥硬化；

（6）冶金厂大量烟尘用高压电除去。

（7）土壤胶体中离子的吸附和交换过程，保肥作用。

知识点击：

供学生阅读，并可让学生进行家庭小实验，研究胶体提纯的方法——渗析。

家庭小实验——用一个猪膀胱盛食盐溶液和淀粉溶胶，然后将猪膀胱浸泡在蒸馏水中，过一段时间后，用两个试管分别取烧杯中的蒸馏水少许，分别滴加硝酸酸化的AgNO3溶液碘水溶液，分别观察产生的现象，并思考产生这两种现象的原因。

8.三种分散系的比较

分散系

溶液

胶体

浊液

分散质粒子的直径

＜1nm

1nm100nm

＞100nm

外观

均一、透明

较均一、透明

不均一、不透明

分散质微粒

分子、离子

分子集合体、高分子

大量的分子集合体

能否透过滤纸

能

能

不能

能否透过半透膜

能

不能

不能

稳定性

稳定

较稳定

不稳定

二、胶体的性质

（1）丁达尔效应（鉴别溶液和胶体）

（2）布朗运动

（3）电泳现象：

胶粒在外加电场作用下向一极作定向运动的现象。

此现象说明胶体微粒带电，同一种胶体微粒带同种电荷，具有排斥力，是胶体较稳定的主要原因

带正电荷：

Al（OH）3胶体Fe（OH）3胶体

带负电荷：

H2SiO3胶体土壤胶体

注意：

胶体是电中性的不带电。

是胶体中的分散质胶粒带电荷。

因此必有与胶粒电荷相反的离子存在胶体中。

（4）凝聚：

其原理是中和胶粒的电荷或增加胶粒的结合机会以使胶粒结合在一起形成大颗粒而沉淀，凝聚胶体的方法有：

①加入电解质

②加入带相反电荷的胶体

③加热

（5）胶体具有吸附性

（6）渗析：

净化胶体的方法

将胶体放入半透膜袋中，再将此袋放入水中，由于胶粒不能透过半透膜，分子离子可以透过半透膜，使杂质分子或离子进入水中而除掉

三、常见的胶体

（1）FeCl3溶液，Al2（SO4）3溶液，Fe3+，Al3+水解形成Fe（OH）3和Al（OH）3胶体

（3）肥皂水，C17H35COO-水解生成硬脂酸胶体

C17H35COO-＋H2O==C17H35COOH（胶体）＋OH-

（4）淀粉溶液，蛋白质溶液

（5）江河之水，自然水中除海水，地下水等不是胶体外，多为胶体。

在江河入海口处与海水相遇时胶体凝聚而形成三角沙洲。

（6）烟、云、雾

（7）血液、墨汁

四、贴近生活的胶体化学

胶体化学研究的对象是分散体系，它是由一种或多种物质分散在另一种物质中而形成的。

我们最熟悉的胶体分散体系是牛奶，它是油脂的小珠分散在水中组成的乳状液。

油脂是一种液体，水也是一种液体，因此，牛奶是一种液体均匀地分散在另一种液体中的胶体分散体系。

牛奶中大量物质是水，少量物质是油脂，它们形成乳状液以后，再不像水那样透明，而是乳白色的液体。

跟牛奶一样的胶体分散体系是很多的，例如冰激淋、雪花膏、豆腐等。

冰激淋中的油脂比较多，水则少一些，所以它要稠一些。

豆腐是水分散在凝固的蛋白质中形成的胶体分散体系。

做豆腐的原料豆浆则是和牛奶很相似的胶体分散体系。

我们生活的环境中也存在着许多胶体分散体系。

就拿我们最讨厌的烟尘来说，它们就是固体分散在气体（空气）中形成的分散体系。

工厂产生的烟尘是造成大气污染的主要祸首，美国化学家柯曲尔根据胶体化学原理，即电荷可以使胶体质点（烟尘）沉积下来的原理，在工厂的烟囱和除尘室中装置一个金属尖端，它与高压电相连。

烟尘通过金属尖端时便带了电荷，带电的烟尘再与装在烟囱或除尘室内壁的带相反电荷的金属板接触，被吸引在金属板上而沉积下来，于是大量的烟尘便被除去了。

雾是液体（小水珠）分散在气体（空气）中形成的胶体分散体系，也可以用电荷把它破坏。

利用飞机撒播带电的沙粒，首先将空气中的湿气凝结成雾，然后再将雾凝结为细雨，这曾经启发了人工降雨的实施。

煤是当前主要的燃料之一，可是，从煤矿将煤运到使用的地点，需要耗费火车、轮船、汽车等大量运力，不像石油那样可以用管道输送。

胶体化学家总想，有朝一日煤也能用管道运输，这种设想是把煤研成细粉，把它们分散在矿物油里，加入稳定剂便成了一种胶体分散体系，就可用管道运输。

你见过不会流动的酒精吗？

酒精是一种液体，这是不容怀疑的，既然是液体，它就会流动。

那么，不会流动的酒精又是什么物质呢？

它的外形又是怎样的呢？

你只要到商店里去买“固体酒精”，这个疑问便有了答案。

在无水酒精中加入饱和醋酸钙溶液，酒精便会凝固，这就是固体酒精，用火点燃，它能像普通的液体酒精一样地燃烧。

在野外工作的人（如地质队员）携带液体燃料（酒精、煤油）是很不方便的，于是，化学家发明了固体酒精，专供野外使用。

五、土壤胶体简介

土壤胶体系指土壤中具有胶体性质的微细部分（有人认为在土壤中小于2500

的土粒就是胶体）。

土壤的胶体性质对土壤养分的吸收、保持和供应，以及土壤的理化生物性质有全面的影响。

土壤胶体，根据成分不同，可分为三种：

（1）有机胶体

主要是腐殖质，它是有机质转化过程中的产物。

（2）无机胶体

它是岩石风化过程中的产物，是一些微细的矿物颗粒，如高岭石、含水氧化铝、含水氧化铁、含水二氧化硅等。

（3）有机无机复合胶体

它是有机胶体与无机胶体相互作用时所形成的产物，成分非常复杂，在一般土壤中主要是以这种复合体形式存在。

大多数土壤胶体的胶粒带负电荷，如腐殖质胶体、含水的二氧化硅胶体等。

少数土壤胶体的胶粒带正电荷，如酸性土壤中的氢氧化铁胶体。

在土壤胶体中，其扩散层的离子活动度比较大，它可与土壤溶液中的其它离子发生交换作用。

　土壤胶体有如下特性：

（1）较大的表面吸附性

含胶粒多的土壤，即腐殖质和粘粒多的土壤，有较大的表面积，所以具有较大的吸附作用。

这就是为什么粪水浇到地里后，臭味骤然减少的原因。

含胶粒多的土壤，蓄水保肥能力也较强。

（2）带电性

由于土壤胶体的胶粒一般带负电荷，具有吸附某些阳离子（如H+、Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+等）的能力，而且土壤胶体所吸附的阳离子，还能和土壤溶液里的阳离子发生交换。

例如土壤中施入的铵态氮肥，可以通过交换而被土壤胶体所吸附，避免肥料大量地被雨水淋失。

被吸附的铵离子，又可逐渐从土壤胶体中交换出来而进入土壤溶液，以供植物的吸收。

通过土壤胶体的离子交换，还有稳定土壤pH的缓冲作用。

当土壤中H+离子浓度增大时，一部分H+离子就可以通过交换作用而被土壤胶体所吸附，使土壤溶液中H+离子浓度减少。

当土壤溶液中OH-离子浓度增加时，土壤胶体又可交换出H+离子，以减少OH-离子的浓度。

如在盐渍土上施用碳铵时，阴性土壤胶粒吸附着的Na+离子就和碳

入作物体内。

因此，土壤胶体的离子交换能力越强，它的保肥、供肥能力也越强。

砂土地、瘦地中土壤胶体成分少，交换离子的能力也弱，这种土壤的施肥要少量多次，以免肥料被雨水冲走。

由于呈阳离子态的铵态氮肥易被土壤胶体吸收和保持，因此，铵态氮肥不易流失，而硝态氮

动，没有交换离子能力。

硝酸盐虽然也是很好的氮肥，但是比铵盐容易流失，所以在多雨地区或水田中，应该施铵态氮肥。

（3）凝聚和分散作用

土壤胶体有两种不同的状态：

一种是胶体微粒分散在水中呈胶体溶液状的，叫做溶胶体，另一种是胶体微粒彼此连结凝聚在一起而呈棉絮状态沉淀的，叫做凝胶体（土壤胶体常是凝胶体）。

由溶胶凝聚成凝胶的作用，叫做凝聚作用。

由凝胶分散成溶胶的作用，叫做分散作用。

但不是所有凝胶都能分散成溶胶。

由于土壤胶体大多数是阴性胶体，所以土壤溶液中阳离子有着使胶体凝聚的作用。

土壤中常见的阳离子，按引起胶体凝聚作用的强弱而有下列的顺序。

另外，土壤溶胶凝聚作用的强弱和离子浓度也有密切关系。

浓度越大，凝聚作用越强。

溶胶呈分散状态，充满着土粒的孔隙，往往影响土壤的通风和透水，并且增加土壤的粘结性，这样对植物养料的供给和土壤耕作都是不利的。

为了充分发挥土壤胶体的有利一面，减少不利一面，通常施用石灰或石膏等钙质肥料，使细小的胶粒凝聚，形成稳定的团粒结构。

此外，如采用排水、晒田等方法，以提高土壤溶液中的离子的浓度，促进胶体的凝聚从而达到增产的目的。

六、胶体化学之父——格雷哈姆

在格雷哈姆出生的城市格拉斯哥，科学界为他树立了纪念碑，向这位杰出的科学家致以最后的敬意。

格雷哈姆在化学上的最大成就，是他建立了一门有完整系统性的新学科——胶体化学。

由于格雷哈姆对渗透现象的研究成果，使他开创了一个在化学上崭新的领域。

1861——1864年间格雷哈姆基于对胶体进行的大量实验，区别了胶体和晶体的不同概念，首先提出了“胶体”这一名称。

他采用半透膜的渗析法将晶体溶质粒子与胶体粒子分离，从而纯制了胶体。

他还区别了溶胶和凝胶，并指出硅酸和氢氧化铝沉淀均属于凝胶。

还研究了凝胶的“胶溶”现象和“脱水收缩”现象。

他提出了胶体的英文名称（colloid）。

导致一门有系统性的新学科——胶体化学的建立。

现代胶体化学的基本理论认为：

物质分散相质点分布于分散介质中的体系称为分散系。

而胶体便是分散系的一种。

其特点是分散相质点的直径在1nm——100nm之间。

七、检测题

1．化学与生活、社会发展息息相关，下列说法错误的是（）

A．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的分散系不具有丁达尔效应

B．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了氧化还原反应

C．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化

D．古剑“湛泸”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，剂钢指的是铁的合金

2．下列应用或事实与胶体的性质没有关系的是（）

A.用明矾净化饮用水

B.放电影时，放映室射到银幕上的光柱

C.氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀

D.滚滚长江流入大海处，形成长江三角沙洲

3．“纳米材料”是指直径从几纳米至几十纳米的材料，目前已广泛应用于催化剂及军事技术中，如果将纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物（）

A．不能透过滤纸B．一定是浊液

C．一定是溶液D．有丁达尔效应

4．磁流体是电子材料的新秀。

将含等物质的量的FeSO4和Fe2（SO4）3的溶液混合，再滴入稍过量的NaOH溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的、分散质粒子直径在36～55nm的磁流体。

下列说法中正确的是（）

A．所得的分散系属于悬浊液

B．用光束照射该分散系能产生丁达尔效应

C．所得的分散系中分散质为Fe2O3

D．分散系为胶体，胶粒直径即Fe（OH）3分子直径

5．用一束光通过淀粉溶液时，产生丁达尔效应，说明淀粉溶液属于（）

A．溶液B．胶体C．悬浊液D．乳浊液

6．下列区分Fe（OH）3悬浊液和Fe（OH）3胶体的方法中，正确的是（）

A．静置片刻出现分层现象的是Fe（OH）3胶体

B．用放大镜观察，颗粒大小为1～100nm的是Fe（OH）3胶体

C．用光束照射，能产生丁达尔现象的是Fe（OH）3胶体

D．看颜色，有色的是Fe（OH）3胶体

7．下面关于Fe（OH）3胶体叙述中不正确的是（）

A．用光照有丁达尔现象B．能透过滤纸

C．加入过量盐酸，最后发生聚沉D．能发生电泳现象

检测题参考答案

1.【答案】C

【解析】A．雾霾所形成的气溶胶属于胶体，有丁达尔效应，A正确；B．铁置换铜属于湿法炼铜，该过程发生了置换反应，B正确；C．青蒿素的提取用的是低温萃取，属于物理方法，C错误；D．剑刃硬度要大，所以用碳铁合金，D正确；答案选C。

2．【答案】C

【解析】A．明矾净水是利用明矾溶于水后生成的Al3+水解生成Al（OH）3胶体的吸附性，能吸附水中的小颗粒，A错误；B．放电影时，放映室射到银幕上的光柱属于胶体的丁达尔效应，B错误；C．在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀，发生的是复分解反应，生成氢氧化铁红褐色沉淀，与胶体无关，C正确；D．江河中的泥沙属于胶体分散系，海水中电解质的含量高，江河入海口三角洲的形成与胶体的聚沉性质有关，D错误；答案选C。

3．【答案】D

【解析】如果将纳米材料分散到液体分散剂中形成的是胶体分散系，一定有丁达尔效应，答案选D。

4．【答案】B

【解析】根据题意磁流体分散系分散质粒子直径在5.5-36nm，属于胶体的范畴，具备胶体的性质；A．分散质粒子直径在5.5～36nm之间，所得分散系为胶体，所以不是悬浊液，故A错误；B．该分散性属于胶体，胶体有丁达尔效应，所以当一束强光通过此磁流体时会出现光亮的通路，故B正确；C．分散质应是黑色的，而Fe2O3是红褐色的，故不是Fe2O3，故C错误；D．该胶体分散质是黑色的，氢氧化铁胶体胶体为红褐色，而且胶粒很多分子的集合体，不是一个分子，故D错误；故选C。

考点：

考查胶体的性质

5．【答案】B

【解析】淀粉溶液分散质微粒直径在1-100nm之间是胶体，有丁达尔效应，属于胶体，故选B。

6．【答案】C

【解析】A．这两种分散系中，Fe（OH）3胶体是较稳定的，静置片刻出现分层现象的是Fe（OH）3悬浊液，故A错误；B．用放大镜观察无法观察到纳米级微粒，所以无法观察到颗粒大小为1～100nm的是Fe（OH）3胶粒，故B错误；C．胶体的胶粒对光发生散射，所以，用光束照射Fe（OH）3胶体能发生丁达尔效应，故C正确；D．氢氧化铁胶体和Fe（OH）3悬浊液都呈红褐色，无法通过观察颜色判别，故D错误；故选C。

7．【答案】C

【解析】A、胶体的性质之一具有丁达尔效应，故说法正确；B、胶体能透过滤纸，但不能透过半透膜，故说法正确；C、HCl是电解质，胶体中加入电解质，使胶体发生聚沉，因此氢氧化铁胶体中加入盐酸，先出现红褐色沉淀，继续滴加盐酸，氢氧化铁和盐酸发生中和反应，造成沉淀溶解，故说法错误；D、氢氧化铁胶体吸附带正电离子，具有电泳现象，故说法正确。