分散系及其分类-高中-化学-教学设计

PAGE分散系及其分类王玲洁西安铁一中滨河高级中学一.教学内容分析“分散系及其分类”是2019年人教版高中化学必修第一册第一章第一节的内容。本节的主题是物质的分类与转化，分类是转化的前提。学生在初中学过物质分类的部分知识，知道纯净物可根据组成元素的种类分为单质和化合物，化合物可根据性质分为酸、碱、盐和氧化物，但对混合物的分类不清楚，因此，本节课重在以分散系为载体，介绍混合物的分类方法，帮助学生构建完整的分类观和变化观。胶体和其他分散系的本质区别是微粒直径的不同，这种从微观视角研究混合物的方式，也可发展学生宏观辨识与微观探析的核心素养。此外，胶体的一些性质可通过实验验证，也可运用微观结构进行解释，这也可以发展学生证据推理的核心素养。学生情况分析学生在初中学过溶液、浊液，知道它们是混合物，但是缺少微观认识混合物的视角，缺少利用“宏微结合”的思想认识物质、研究物质的能力。教学重难点1、教学重点（1）胶体的有关概念（2）学生实验能力、思维能力、自学能力的培养2、教学难点制备胶体化学方程式的书写。教学目标1、能从微观层面理解分散系是如何分类的，了解分散系的含义和常见类型，形成微观视角的“分类观”；2、知道胶体是一种常见的分散系，能解释丁达尔现象形成的原因，了解胶体的重要性质和应用，形成结构决定性质的观念；3、能总结胶体制备的一般思路。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图

环节一：分散系定义及其分类【展示】氯化钠溶液、泥水悬浊液、植物油和水的混合液振荡而成的乳浊液。【提问】哪种是溶液，哪种是悬浊液、乳浊液？【指导阅读】课本第72页第二段思考：（1）分散系、分散质和分散剂概念。（2）溶液、悬浊液、乳浊液三种分散系中的分散质分别是什么？【提问】溶液、悬浊液、乳浊液三种分散系有什么共同点和不同点？观察、辨认、回答。阅读课本，找出三个概念。（1）分散系：一种物质（或几种物质）分散到另一种物质里形成的混合物。分散质：分散成微粒的物质叫分散质。分散剂：微粒分布在其中的物质叫分散剂。（2）溶液中溶质是分散质；悬浊液和乳浊液中的分散质分别是：固体小颗粒和小液滴。思考后得出结论：共同点：都是一种（或几种）物质的微粒分散于另一种物质里形成的混合物。复习旧知识，从而引出新课。培养自学能力，了解三个概念。培养学生归纳比较能力，了解三种分散系的异同。环节二：胶体的制备【讲解】当分散剂是水的时候，有以下几种分散系：FeCl3肥皂水CuSO4泥水鸡蛋清所以我们又可以对分散系进行分类：溶液、胶体和浊液。【化学史】1861年，英国科学家格雷阿姆提出“胶体”一词，为什么称作“胶体”呢？格雷阿姆在研究物质在液体中的扩散时，所用的仪器非常简单，将一块羊皮纸缚在一个玻璃筒上，筒里装着要试验的溶液，并把筒浸在水中，以此来研究许多物质的扩散速度，他发现有些物质，如糖、无机盐、尿素等扩散快，很容易自羊皮纸渗析出来；另一些物质，如明胶、氢氧化铝、硅酸等扩散很慢，不能或很难透过羊皮纸。前一类物质当溶剂蒸发时易于形成晶体析出，后一类物质则不能结晶，大多形成无定形胶状物质。因此取名为“胶体”。但究竟什么是胶体，格雷阿姆也说不清楚。因为他没有抓住胶体的本质。在之后40多年，俄国科学家法伊曼用200多种物质做实验，证明晶体，可以制成水溶液，在酒精中则可以形成胶体溶液。因此，晶体和胶体并不是不同的两类物质，而是物种的两种不同的存在状态。由扩散慢和不能透过半透膜这些特性可以推断，胶体溶液中的质点不是以小分子，而是以大粒子的形式分散在介质中。这些胶体溶液在重力场中不沉降，说明粒子不会很大。于是直到1907年才给胶体这个概念以确切的定义：分散质粒子的直径在1nm-100nm之间的分散系。胶体是一种分散质粒子直径介于浊液和溶液之间的一类分散体系。分类依据是：分散质粒子的直径。【实验】胶体是如何制备的呢？将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向25ml沸水中逐滴加入5-6滴FeCl3饱和溶液；继续煮沸至溶液呈红色，停止加热。请写出制备氢氧化铁胶体的方程式。当分散剂是水的时候，形成的分散系也不同。有些澄清透明、均一稳定；有些不澄清不透明也不稳定。得出胶体的定义：分散质微粒的直径大小在1nm-100nm(10-9-10-7m)之间的分散系叫做胶体。胶体的本质特征：分散质粒子的直径在1-100nm之间。观察，思考。FeCl3+3H2O=Fe(OH)3（胶体）+3HCl在清楚3种分散系的区别之后，引出胶体的定义。培养观察能力，引起学生注意，激发兴趣。培养学生动手能力，观察能力。此部分加入了胶体定义的给出过程。胶体的发现史体现了早期化学家在探索胶体定义和性质这一过程，让学生明确胶体定义的来源，以及一个定义出现所进行的过程。同时体会化学是一门以实验为基础的学科。同时为渗析和聚沉做铺垫。环节三：胶体的性质【提问】大家相信我制备出来的液体是胶体吗？这看上去和溶液没有什么分别啊？【性质1】丁达尔效应。【实验】暗室内，用光束照射制备的氢氧化铁胶体，在与光束垂直的方向进行观察，并记录实验现象。【讲解】由于胶体粒子对光线散射形成的光亮的通路。【图片】自然界中的丁达尔效应。【设问】通过以上的实验，我们知道胶体有丁达尔现象，而溶液没有。那么，二者本质区别在什么地方呢？回顾最初格雷阿姆是如何发现胶体的？我们对他的实验进行改进【实验】【设问】这个实验说明什么问题？【小结】1．分子、离子等较小微粒能透过半透膜的微孔，胶体微粒不能透过半透膜，溶液和胶体的最本质区别在于微粒的大小，分散质微粒的直径大小在10-9～10-7m之间的分散系叫做胶体。从而引出胶体概念。2．介绍渗析方法及应用(1)净化、提纯胶体；(2)医院里通过渗析，除去肾炎病人血液中毒素，称为透析。【讲述】日常生活中，如果把花粉悬浮在水里，用显微镜观察，就会发现花粉的小颗粒作不停地、无规则的运动，这种现象称为布朗运动。胶体也可作布朗运动，好比电影院放映电影时，可看到受光束照射的空气里，尘埃小颗粒作无规则的不停地运动。【板书】2．布朗运动【设问】为什么胶体微粒的运动是不停顿地、无规则的运动呢？指导学生阅读课本第76页。【演示】电泳实验（见课本77页）【提问】1．通电后，U形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，这表明阴极附近什么微粒增多了？2．Fe(OH)3胶粒向阴极作定向移动，说明它具有什么样的电性？【小结】电泳概念：在外加电场的作用下胶体微粒在分散剂里做定向移动的现象，叫做电泳。产生电泳现象的原因：因为胶体的微粒是带电的粒子，所以在电场的作用下发生了定向移动，产生了电泳现象。【板书】3．电泳现象【指导阅读】课本第77页第二段至第三段，思考：1．为什么胶体微粒带有电荷？2．哪些胶体带正电荷？哪些胶体带负电荷？3．胶体分散系稳定的原因？【讲述】简介电泳原理的应用1．在陶瓷工业中，借助它来除去粘土中所混杂的氧化铁杂质。简述方法。2．气溶胶也可发生电泳现象，如在水泥、冶金等工业中，通高压电于含烟尘的气体时，可除去大量烟尘以减少空气污染，净化环境，保护人民健康。【提问】刚才，我们已经知道了胶体稳定的因素，那么我们能否有针对性地想出办法来破坏胶体的稳定性，使胶粒彼此聚集成大颗粒而沉淀下来呢？【指导阅读】教材第78页第1行至第16行，思考产生上述实验现象的原因是什么？解释下列问题（投影）1．河流入海处，易形成三角洲的原因。2．豆浆里放入盐卤或石膏，为什么可制成豆腐？3．氯化铁和硫酸铝溶于水形成胶体，它们为什么都有净水的作用？小结：胶体凝聚概念和凝聚方法。【板书】胶体的凝聚方法：（1）加电解质溶液（2）加带相反电荷的胶粒（3）加热思考，溶液和胶体在外观上都是均一透明的，如何区分溶液和胶体？光束通过胶体，形成一条光亮的“通路”的现象。利用丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。观察实验，叙述现象。现象：在加入硝酸银的试管里出现了白色沉淀；在加入碘水的试管里不发生变化。思考后回答：氯化钠可以透过半透膜的微孔，而淀粉胶体的微粒不能透过。情境想像。阅读思考得出结论：胶粒受水分子从各方面撞击、推动，每一瞬间合力的方向大小不同，所以每一瞬间胶粒运动速率和方向都在改变，因而形成不停地、无规则地运动。观察后叙述实验现象：阴极附近颜色变深，阳极附近颜色变浅。思考、得出结论：1．通电后，阴极附近Fe(OH)3胶粒增多了。2.说明Fe(OH)3胶粒是带正电荷的。自学、思考、总结出结论：1．胶体微粒带电荷的原因：表面积大，吸附力强，吸附阴离子的带上负电荷，吸附阳离子的带上正电荷。2．带正电荷的胶体：金属氢氧化物、金属氧化物。带负电荷的胶体：金属硫化物、非金属氧化物。3．胶体分散系稳定的原因：同种胶粒带同种电荷，相互排斥而不容易聚集：布朗运动能克服重力作用，胶粒不易沉积。倾听、思考。开展讨论，提出消除胶粒所带电荷的方案。1．加电解质溶液；2．加带相反电荷的胶粒；3．加热。创设问题情境，使学生去思考溶液和胶体如何区分。与学生已有的生活经验相联系，增加感性认识。培养思维能力。利用实验创设问题情境，激发兴趣。培养学生根据实验现象，逐步分析得出结论的能力，向学生渗透分析问题的方法。培养学生独立解决问题的能力。认识胶体所带电荷情况及胶体分散系稳定的原因。联系实际，激发兴趣。教育学生关心环境，培养社会责任感。培养学生创造性思维能力。联系实际，强调学习的真正目的是解决实际问题。环节四：小结在人类的生产实践中，胶体的应用可以追溯到更早，几乎和人类的文明一样悠久。在有历史记载以前我们的祖先就会制造陶器；在夏禹之时就会酿酒；至少在周朝初期，人们就会用胶，在汉朝已出现用天然高聚物——纤维造出来的纸；在后汉又发明了墨。这些都是胶体应用的生动实例，也充分说明我们的民族是富于创造性的。现在，胶体与我们的实际应用密切相关，例如石油的开采和炼制，油漆、印染和选矿，甚至土壤改良和人工降雨等，都与胶体有关。感兴趣的同学可以课下查找相关资料进行了解。倾听，了解人类使用胶体的历史，感悟人类的创造性。落实科学态度与社会责任素养。激发学生的创造力。作业设计1．分散系属于胶体的本质是()A．外观澄清透明 B．能发生丁达尔现象C．分散质微粒直径10-9~10-7m之间 D．能透过滤纸2．下列分散系不能产生丁达尔现象的是()A．有色玻璃 B．氢氧化铁胶体 C．氯化钠溶液 D．云、雾3．胶体在自然界普遍存在，下列事实与胶体无关是()A．将某些胶态金属氧化物分散于玻璃