一、教學目標
1、知識與技能:
(1)了解分散系的定義及其分類;
(2)掌握膠體的性質(zhì),重點掌握丁達爾效應這個性質(zhì);
(3)了解膠體的應用。
2、過程與方法:
學會用實驗、觀察等方法獲取信息,結(jié)合上節(jié)課的分類,對知識進行一個分類,通過比較的方法,對所獲取信息進行加工,歸納總結(jié)出新的知識。
3、情感態(tài)度與價值觀:
通過實驗激發(fā)學生學習化學的興趣和情感,培養(yǎng)學生仔細觀察、認真思考、積極討論的探究精神。
二、設計思路
本節(jié)課是高一化學必修1第二章第一節(jié)第二課時內(nèi)容《分散系及其分類》。本節(jié)課我將通過列表格對比的方法,鞏固學生對溶液、膠體、濁液的區(qū)別,以及懂得如何鑒別它們。為了能順利突破本節(jié)課的重難點,我將從引導學生聯(lián)系實際,讓他們通過生活中常見的分散系的例子,膠體的例子,來認識膠體,掌握膠體的重要性質(zhì);瘜W是一門以實驗為基礎的學科,加上高一的學生還是好奇心比較強,所以做好“科學探究”中的三個探究實驗也是比較關鍵,讓學生通過觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)學生的實驗探究能力。
三、教學重點、難點: 膠體的概念及性質(zhì)
四、教學準備
CuSO4溶液、飽和FeCl3溶液、泥水、蒸餾水、稀墨水、肥皂水、稀豆?jié){、茶水、激光筆、鐵架臺、酒精燈、漏斗、濾紙、燒杯、玻璃棒。
五、教學方法:實驗探究法,觀察法,引導啟發(fā)式教學
六、教學過程
【復習引入】同學們,上節(jié)課我們學習了“簡單分類法及其應用”,主要學習了哪些分類方法?(學生齊答。)在學習樹狀分類法時,我們對“物質(zhì)”進行了分類,大家回憶下是怎樣分類的呢?(師生一起回顧。)在這棵樹中,純凈物這個分支發(fā)育得非常好,這節(jié)課呢,我們將讓混合物這個分支也發(fā)育,讓這棵樹很好地開枝散葉下去。這節(jié)課讓我們一起來學習《分散系及其分類》。
【板書】二、分散系及其分類
【提問】什么叫分散系呢?大家把課本翻到25頁,認真最下面那一段,找出分散系的概念及分散系的組成。
【生】把一種(或多種)物質(zhì)分散在另一種(或多種)物質(zhì)中所得到的體系,叫分散系。它的組成是分散質(zhì)和分散劑。
【板書】1、分散系
(1) 概念:把一種(或多種)物質(zhì)分散在另一種(或多種)物質(zhì)中所得到的體系。
(2) 組成:分散質(zhì)和分散劑。
【師】(展示實物CuSO4溶液、泥水)像CuSO4溶液和泥水都是分散系,它們的分散質(zhì)和分散劑分別是什么呢?
【生】CuSO4溶液分散質(zhì)是CuSO4固體,分散劑是水,泥水分散質(zhì)是泥沙,分散劑是水。
【師】對,非常好。在我們生活中常見的分散系還有很多,像空氣,分散質(zhì)是氧氣、二氧化碳等等,分散劑是氮氣;還有酒精水溶液,分散質(zhì)是酒精,分散劑是水。我們在分析分散質(zhì)與分散劑時,通常我們按這個規(guī)則:量多的為分散劑、量少的為分散質(zhì),而當有水存在時,一般水做分散劑。
【過渡】我們舉的這些例子中,分散質(zhì)與分散劑都有不同狀態(tài)。我們知道物質(zhì)有三態(tài),如果按分散質(zhì)分散劑所存在狀態(tài)不同來分類的話可以怎樣分呢?可分為幾種呢?
【生】九種
【師】對,F(xiàn)在大家思考下,嘗試分別它們舉個生活中的實例。
【板書】(3)分類:
① 按分散系組成所存在狀態(tài)的不同分:9種
【分析】
分散質(zhì)
分散劑
實例
氣
氣
空氣
氣
液
汽水、泡沫
氣
固
泡沫塑料
液
氣
云、霧
液
液
酒精水溶液
液
固
糖水、鹽水
固
氣
灰塵
固
液
珍珠
固
固
合金、有色玻璃
【設問】生活當中,我們最常見的分散系還是分散劑是液態(tài)的,所以對當散劑是液態(tài)時,我們可以怎樣進行分類呢?
【答】我們按分散質(zhì)粒子直徑的大小,可以將分散系分為溶液、膠體和濁液。分散質(zhì)粒子直徑小于1nm的為溶液,大于100nm的為濁液,介于這兩者之間的為膠體。
【板書】②當分散劑是液態(tài)時,按分散質(zhì)粒子直徑大小分:(本質(zhì)特征)
100nm " hspace=12 src="./W020100901392805772198.gif" width=100 align=left OLDSRC="W020100901392805772198.gif" _fcksavedurl="/webpic/W0200910/W020091028/W020091028579573345022.gif">
【講解】分散質(zhì)粒子的大小是溶液、膠體和濁液的本質(zhì)區(qū)別。(以下這表格是用小黑板先準備好,然后根據(jù)講課進度,再一一填寫上去的,如果有多媒體條件的話,可選擇使用多媒體。)
分散系
粒子直徑
外觀
穩(wěn)定性
鑒別
能否通過濾紙
能否通過半透膜
是否有丁達樂效應
溶液
d<1nm
均一、透明
穩(wěn)定
膠體
1nm<d<100nm
濁液
d>100nm
不均一、不透明
不穩(wěn)定
對于溶液和濁液大家比較熟悉,像我這里的CuSO4溶液和泥水,在我們初三下冊第九單元里對溶液這樣定義:一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里,形成均一、透明、穩(wěn)定的混合物,叫溶液。所以我們知道溶液外觀上是均一、透明的。而濁液,像泥水,外觀不不均一、不透明的,且放置一會馬上大顆粒就沉降下來了,所以它是不穩(wěn)定的。
【過渡】那么膠體呢?是我們所陌生的,所以要想研究膠體,必須先得到它,F(xiàn)在讓我們來做“科學探究1”這個實驗,制備Fe(OH)3膠體。大家先閱讀下課本的實驗步驟。
【板書】2、膠體(本質(zhì)特征:膠粒直徑在1~100nm之間)
(1) Fe(OH)3膠體的制備
【實驗1】取1個小燒杯,加入25mL蒸餾水,將水加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入5~6滴飽和FeCl3溶液。繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱。觀察制得的Fe(OH)3膠體,并與CuSO4溶液和泥水比較。(為了節(jié)省實驗時間,可在上課一開始,就開始煮蒸餾水,等講到制備膠體時,水基本上剛剛好煮好。)
【板書】FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl
【講解】這是制備Fe(OH)3膠體的化學反應方程式,這里我要強調(diào)的是加熱條件,還有這里Fe(OH)3是膠體,不可以打沉淀符號,而應該在后面打括號,注明是膠體。現(xiàn)在膠體制備出來了,大家觀察它是均一、透明的。是不是所有的膠體都透明呢?不是的,像牛奶,它是膠體,但不透明。
【提問】溶液是穩(wěn)定的,濁液是不穩(wěn)定的,那么膠體的穩(wěn)定性呢?
【答】它具有介穩(wěn)性。是由于膠體粒子可以通過吸附而帶有電荷,同種膠體粒子的相同,在通常情況下,它們之間的相互排斥使得它們不容易聚焦成質(zhì)量較大的顆粒而沉降下來。此外,膠體粒子所作的布朗運動也使得它們不容易聚集成質(zhì)量較大的顆粒而沉降下來。
【板書】(2)膠體的性質(zhì)
① 介穩(wěn)性(同種電荷相排斥、布朗運動)
【提問】剛剛在制備膠體時,為什么要用蒸餾水,而不用自來水呢?
【答】因為自來水中含有少量電解質(zhì)雜質(zhì),使得制備好Fe(OH)3膠體馬上發(fā)生聚沉而形成Fe(OH)3沉淀,得不到膠體。聚沉是:向膠體中加入少量電解質(zhì)溶液時,由于加入的陽離子(或陰離子)中和了膠體粒子所帶的電荷,使膠體粒子聚集成為較大的顆粒,從而形成沉淀從分散劑里析出,這個過程叫做聚沉。聚沉是膠體的另一重要性質(zhì)。
【板書】②聚沉
【提問】對于溶液、膠體和濁液要怎樣鑒別呢?
【答】首先,我們從外觀上就可以馬上分辨出濁液,濁液靜置,馬上就沉降分層。那膠體和濁液呢,我們知道溶液是能通過濾紙的,那膠粒直徑比溶液大,我們猜想要是膠體不能通過濾紙,那么,用過濾的方法便能將溶液與膠體區(qū)分開來,現(xiàn)在我們就來驗證下,我們來做“科學探究3”
【實驗3】將Fe(OH)3膠體和泥水進行過濾,觀察并記錄實驗現(xiàn)象。
(實驗過程中提醒大家回憶前面學過的過濾的要決“一貼二低三靠”)
【現(xiàn)象】Fe(OH)3膠體:過濾后,全部通過濾紙;
泥水:過濾后濾紙上留有濾渣,濾液澄清。
【結(jié)論】膠體能通過濾紙,無法用過濾來區(qū)分膠體和溶液。
【提問】其實膠體和溶液的粒子直徑大小還是有區(qū)分的,那有沒有一種東西的孔隙比濾紙還小,使溶液可以通過而膠體不能通過呢?
【答】是有的,那就是半透膜。溶液可以通過半透膜,膠體不能;蛟S對半透膜大家比較陌生,我這里也無法提供給大家看,不過雞蛋大家熟悉吧,雞蛋在蛋清與蛋殼之間的那一層膜就是半透膜。我們腌咸雞蛋就是利用半透膜的這種性質(zhì)。蛋清是一種膠體,我們用食鹽來腌制時,食鹽水主要是氯化鈉溶液,溶液能透過半透膜進入到蛋清里面,而蛋清是膠體不會透過半透膜跑出來。
【過渡】有沒有其它方法可以鑒別它們呢?大家看看“科學探究2”
【實驗2】把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3膠體的燒杯置于暗處,分別用激光筆照射燒杯中的液體,在與光束垂直的方向進行觀察,并記錄實驗現(xiàn)象。
【現(xiàn)象】CuSO4溶液:無明顯現(xiàn)象;Fe(OH)3膠體:能觀察到一條光亮的通路。
【提問】為什么會有這條通路呢?
【答】這條光亮的“通路”是由于膠體粒子對光線散射(光波偏離原來方向而分散傳播)形成的,叫丁達爾效應。丁達爾效應是膠體的一個非常重要的一個性質(zhì),它是我們本節(jié)課的重中之重,它是區(qū)分膠體與溶液的一種常用物理方法。只要激光筆一照,便能分辨出是溶液還是膠體。
【板書】③丁達爾效應(區(qū)分膠體與溶液的一種物理方法)
【師】丁達爾效應在日常生活中隨處可見。如當日光從窗隙射入暗室,或者光線透過樹葉間的縫隙射入密林中時,可以觀察到丁達爾效應;放電影時,放映室射到銀幕上的光柱的形成也屬于丁達爾效應;當夜晚,我們用手電筒一照,看到一條光亮的通路也是丁達爾效應。我這里有幾種膠體,我們一起來驗證下,是不是膠體都有丁達爾效應。(分別對稀墨水、肥皂水、稀豆?jié){、茶水進行照射,可觀察到光亮的通路。)
【師】膠體還有一個性質(zhì),就是電泳。由于膠體粒子帶有電荷,在電場的作用下,膠體粒子在分散劑里作定向移動,這種現(xiàn)象電做電泳。這個性質(zhì)只做了解就好。
【板書】④電泳
【過渡】化學的學習中,我們有一句很經(jīng)典的話,那就是結(jié)構決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途。膠體的粒子直徑的大小,決定了它有以上這四種性質(zhì),而這四種性質(zhì)又決定了它有廣泛的應用。
【板書】(3)應用:納米技術
【講解】我們課本上說到,納米粒子的尺寸正和膠體粒子的大致相當,原有的膠體化學原理和方法不僅有助于納米科技的發(fā)展,所以膠體化學也從中獲得了新的研究方向和動力。像我們生活當中,涂料、顏料、墨水的制造,洗滌劑、噴霧劑的應用,是利用了膠體的介穩(wěn)性;豆腐、肉凍、果凍是生活中經(jīng)常見一的凝膠態(tài)物質(zhì),是利用了膠體的聚沉;還有我們的明礬凈水、激光手術刀、止血膠布止血等等,都是膠體在生活當中的應用。
【補充好上面表格】(在講課的同時補充的。)
分散系
粒子直徑
外觀
穩(wěn)定性
鑒別
能否通過濾紙
能否通過半透膜
是否有丁達樂效應
溶液
d<1nm
均一、透明
穩(wěn)定
能
能
無
膠體
1nm<d<100nm
均一
介穩(wěn)定
不能
有
濁液
d>100nm
不均一、不透明
不穩(wěn)定
不能
不能
無
【練習】當光束通過下列分散系時,能觀察到丁達爾效應的是( )。
A鹽酸 B蔗糖溶液 C氯化鈉溶液 D淀粉溶液
【分析】丁達爾效應是區(qū)別溶液和膠體的常用的物理方法。因此要觀察到丁達爾效應,必須是膠體。本題可采用排除法,A、B、C均是常見的溶液,故選D。淀粉溶液,為什么說它是“溶液”了它還可以選呢?其實它是膠體,只是因為人們已經(jīng)習慣性了把它叫為溶液。
【課堂小結(jié)】
本節(jié)課學習了分散系的概念及其分類,當分散劑是液體時,可根據(jù)分散質(zhì)粒子直徑大小分為溶液、膠體和濁液。本節(jié)課重點介紹了膠體,膠體的本質(zhì)特征是粒子直徑在膠粒直徑在1~100nm之間,重點要掌握膠體的介穩(wěn)性和丁達爾效應。丁達爾效應是區(qū)分溶液和膠體的常見的物理方法。
【作業(yè)】P29 5、6、7
七、教學后記
本課時內(nèi)容比較多,所以時間上比較緊,必須很好地把握住重難點,便于很好地突破。另外,本節(jié)課的實驗也很重要,有些人等要制備膠體的時候才來加熱,往往會在加熱這里浪費時間,導致講不完或者拖堂,所以我認為有兩種選擇,一是上課的同時就開始加熱,二是用事先準備好的煮開的蒸餾水。
新課標要求要以學生為主,老師重在引導學生思考,培養(yǎng)學生的總結(jié)歸納的能力,所以本節(jié)課采用小黑板形式,制作了一個溶液、膠體、濁液的對比的表格,可以很好地引導學生思考下去,另外,利用表格使學生一目了然地看出它們的比較,便于學生的掌握。
八、板書設計
二、分散系及其分類
1、分散系
(1)概念:把一種(或多種)物質(zhì)分散在另一種(或多種)物質(zhì)中所得到的體系。
(2)組成:分散質(zhì)和分散劑。
(3)分類:
①按分散系組成所存在狀態(tài)的不同分:9種
②當分散劑是液態(tài)時,按分散質(zhì)粒子直徑大小分:(本質(zhì)特征
100nm " hspace=12 src="./W020100901392806553940.gif" width=100 align=left OLDSRC="W020100901392806553940.gif" _fcksavedurl="/webpic/W0200910/W020091028/W020091028579573340677.gif">
2、膠體(本質(zhì)特征:膠粒直徑在1~100 nm之間)
(1)Fe(OH)3膠體的制備
FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl
(2)膠體的性質(zhì)
①介穩(wěn)性(同種電荷相排斥、布朗運動)
②聚沉
③丁達爾效應(區(qū)分膠體與溶液的一種物理方法)
④電泳
(3)應用:納米技術
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