1、第二章第一节第二课时 分散系及其分类【教学目标】1、知识与技能:(1)了解分散系的定义及其分类;(2)掌握胶体的性质,重点掌握丁达尔效应这个性质;(3)了解胶体的应用。2、过程与方法:学会用实验、观察等方法获取信息,结合上节课的分类,对知识进行一个分类,通过比较的方法,对所获取信息进行加工,归纳总结出新的知识。3、情感态度与价值观:通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感,培养学生仔细观察、认真思考、积极讨论的探究精神。【教学重点】【教学难点】【教学过程】教师:在上节课的学习中,我们知道可以通过物质的组成和性质对物质进行分类,现在请同学们判断一下,桌面上放着的 NaCl 溶液和泥水悬浊液,分别是由
2、哪些物质组成的呢?从组成上看,它们是属于纯净物还是混合物呢? 学生:混合物,NaCl 溶液由 NaCl 和水组成,泥水悬浊液由泥沙小颗粒和水组成。教师:实际上,像 NaCl 溶液和泥水悬浊液这样的物质都属于分散系,请同学们在课本p25 页最后一段找出分散系的定义。学生: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。教师:在分散系中,被分散的物质叫做?另一种容纳分散质的物质就叫?学生:分散质,分散剂。提问:请同学们想一想 NaCl 溶液和泥水悬浊液这样的分散系中,其中分散质和分散剂分别是什么?学生:NaCl 溶液:分散质为 NaCl,分散剂为水;泥水悬浊液:分散质为泥沙
3、小颗粒,分散剂为水。教师:我们在分析分散质与分散剂时,通常我们按这个规则:量多的为分散剂、量少的为分散质,而当有水存在时,一般水做分散剂。生活中我们常见的分散系还有很多,像空气,分散质是氧气、二氧化碳等等,分散剂是氮气;还有酒精水溶液,分散质是酒精,分散剂是水。过渡:我们知道物质有固态、液态和气态三种状态,如果按分散质、分散剂所存在的状态不同来分类的话,分散系可分为几种呢?学生:九种。教师:现在大家利用交叉分类法画出组合的方式。【板书】(3)分类: 按分散系组成所存在状态的不同分:9 种【分析】分散质 分散剂 实例气 气 空气气 液 汽水、泡沫气 固 泡沫塑料液 气 云、雾液 液 酒精水溶液液
4、 固 糖水、盐水固 气 灰尘固 液 珍珠固 固 合金、有色玻璃设问:生活当中,我们最常见的是分散剂为液态的分散系,这时候,我们还可以根据分散质粒子直径的大小不同,可以将分散系分为溶液、胶体和浊液。溶液中分散质粒子直径小于 1nm,浊液的大于 100nm 的,介于这两者之间的为胶体。板书:当分散剂是液态时,按分散质粒子直径大小分:(本质特征)讲解:大小是溶液、胶体和浊液的本质区别是分散质粒子。板书:2、胶体(本质特征:胶粒直径在 1100nm 之间)鉴别分散系 粒子直径 外观 稳定性 是否有丁达尔效应能否通过滤纸能否通过半透膜溶液 d100nm 不均一、不 透明 不稳定对于溶液和浊液大家比较熟悉
5、,像我这里的 NaCl 溶液和泥水,在我们初三下册第九单元里对溶液这样定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、透明、稳定的混合物,叫溶液。所以我们知道溶液外观上是均一、透明的,并且溶液具有稳定性。而浊液,像泥水,外观不均一、不透明的,且放置一会马上大颗粒就沉降下来了,所以它是不稳定的。过渡:那么胶体呢?是我们所陌生的,所以要想研究胶体,必须先得到它。在这两个烧杯中盛的是 Fe(OH)3胶体和淀粉溶液,生活当中,我们都叫淀粉溶液,实际上淀粉溶液属于胶体,通过后面的实验我们就可以知道其具有胶体的性质,现在同学们先观察一下它们的外观。【过渡】那么胶体呢?是我们所陌生的,所以要想研究胶体,必
6、须先得到它。现在让我们来做“科学探究 1”这个实验,制备 Fe(OH)3胶体。大家先阅读下课本的实验步骤。【板书】2、胶体(本质特征:胶粒直径在 1100nm 之间)(1) Fe(OH)3胶体的制备【实验 1】取 1 个小烧杯,加入 25mL 蒸馏水,将水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入56 滴饱和 FeCl3溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。观察制得的 Fe(OH)3胶体,并与 CuSO4溶液和泥水比较。【板书】FeCl 3+3H2OFe(OH) 3(胶体)+3HCl【讲解】这是制备 Fe(OH)3胶体的化学反应方程式,这里我要强调的是加热条件,还有这里 Fe(OH)3是胶体,不可以打沉淀
7、符号,而应该在后面打括号,注明是胶体。现在胶体制备出来了,大家观察它是均一、透明的。是不是所有的胶体都透明呢?不是的,像牛奶,它是胶体,但不透明。提问:溶液是稳定的,浊液是不稳定的,那么胶体的稳定性呢?它具有介稳性。相对于其他分散质,胶粒的表面积较大,胶体粒子可以通过吸附而带有电荷,同种胶粒吸附同种离子带同种电荷,在通常情况下,它们之间的相互排斥使得它们不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。此外,胶体粒子所作的布朗运动也使得它们不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。板书:(2)胶体的性质 介稳性(同种电荷相排斥、布朗运动)【提问】刚刚在制备胶体时,为什么要用蒸馏水,而不用自来水呢?【答】因为自
8、来水中含有少量电解质杂质,使得制备好 Fe(OH)3胶体马上发生聚沉而形成Fe(OH)3沉淀,得不到胶体。聚沉是:向胶体中加入少量电解质溶液时,由于加入的阳离子(或阴离子)中和了胶体粒子所带的电荷,使胶体粒子聚集成为较大的颗粒,从而形成沉淀从分散剂里析出,这个过程叫做聚沉。聚沉是胶体的另一重要性质。【板书】聚沉提问:对于溶液、胶体和浊液,分散剂都是液体,我们可以怎样鉴别它们呢?首先,我们从外观上就可以马上分辨出浊液,浊液静置,马上就沉降分层。那胶体和溶液呢,我们知道溶液是能通过滤纸的,那胶粒直径比溶液大,我们猜想要是胶体不能通过滤纸,那么,用过滤的方法便能将溶液与胶体区分开来,现在我们就来验证
9、下,我们来验证一下胶体到底能不能通过滤纸。(做“科学探究 3”) 【实验 3】将 Fe(OH)3胶体和泥水进行过滤,观察并记录实验现象。(实验过程中提醒大家回忆前面学过的过滤的要决“一贴二低三靠”)【现象】Fe(OH) 3胶体:过滤后,全部通过滤纸;泥水:过滤后滤纸上留有滤渣,滤液澄清。结论:胶体能通过滤纸,无法用过滤来区分胶体和溶液。提问:其实胶体和溶液的粒子直径大小还是有区分的,那有没有一种东西的孔隙比滤纸还小,使溶液可以通过而胶体不能通过呢?教师:是有的,那就是半透膜。溶液可以通过半透膜,胶体不能。现在我们用半透膜制成一个袋,往袋里注入淀粉胶体 10mL 和食盐溶液 5mL 的混合液体,
10、用线把半透膜带的上口束好,系在玻璃棒上,并把它悬挂在盛有蒸馏水的烧杯里。几分钟后,用两个试管各取烧杯里的液体 5mL,往其中一个试管里注入少量硝酸银溶液,往另一个试管里注入少量碘水。可以看到,加入硝酸银溶液的试管里出现了白色沉淀,加入碘水的试管里不发生变化。证明了氯离子可以透过半透膜的微孔,而淀粉胶体的微粒不能透过半透膜的微孔。板书:渗析(胶体不能透过半透膜)过渡:如果没有半透膜,还有没有其它方法可以鉴别胶体和溶液呢?大家一起看看“科学探究 2”【实验 2】 现在我用激光笔分别照射烧杯中的 CuSO4溶液、Fe(OH) 3胶体和淀粉溶液,在与光线垂直的方向上,大家看到什么样的现象?【现象】Cu
11、SO 4溶液:无明显现象;Fe(OH) 3胶体、淀粉溶液:能观察到一条光亮的通路。教师:这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射形成的,叫丁达尔效应。丁达尔效应是胶体的一个非常重要的性质,它是我们本节课的重中之重,它是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。只要激光笔一照,便能分辨出是溶液还是胶体。板书:丁达尔效应(区分胶体与溶液的一种物理方法)教师:丁达尔效应在日常生活中随处可见。如当日光从窗隙射入暗室,或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,可以观察到丁达尔效应;放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应;当夜晚,我们用手电筒一照,看到一条光亮的通路也是丁达尔效应。我这里有淀粉溶液,
12、虽然称之为溶液,但是其实它是胶体,我们一起来验证下淀粉溶液是不是胶体。(分别对稀墨水、肥皂水、稀豆浆、茶水进行照射,可观察到光亮的通路。)教师:同种胶粒带同种电荷还为胶体带来了另一个性质,就是电泳。由于胶体粒子带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散剂里作定向移动,这种现象叫做电泳。例如,在盛有红褐色 Fe(OH)3胶体的 U 形管的两个口,各插入一个电极,在电极两端加上直流电压后,带有正电荷的 Fe(OH)3胶体粒子将向阴极移动,阴极附近的颜色逐渐加深,阳极附近的颜色逐渐变浅。这个性质只做了解就好。板书:电泳过渡:化学的学习中,我们有一句很经典的话,那就是结构决定性质,性质决定用途。胶体的粒
13、子直径的大小,决定了它有以上这四种性质,而这四种性质又决定了它有广泛的应用。板书:(3)应用:纳米技术讲解:我们课本上说到,纳米粒子的尺寸正和胶体粒子的大致相当,原有的胶体化学原理和方法不仅有助于纳米科技的发展,所以胶体化学也从中获得了新的研究方向和动力。像我们生活当中,涂料、颜料、墨水的制造,洗涤剂、喷雾剂的应用,是利用了胶体的介稳性;豆腐、肉冻、果冻是生活中经常见一的凝胶态物质,是利用了胶体的聚沉;还有我们的明矾净水、激光手术刀、止血胶布止血等等,都是胶体在生活当中的应用。【补充好上面表格】(在讲课的同时补充的。)鉴别分散系 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
14、应溶液 d100nm 不均一、不 透明 不稳定 不能 不能 无练习:1、当光束通过下列分散系时,能观察到丁达尔效应的是(D)。A 盐酸 B 蔗糖溶液 C 氯化钠溶液 D 淀粉溶液分析:丁达尔效应是区别溶液和胶体的常用的物理方法。因此要观察到丁达尔效应,必须是胶体。本题可采用排除法,A、B、C 均是常见的溶液,故选 D。淀粉溶液,为什么说它是“溶液”了它还可以选呢?其实它是胶体,只是因为人们已经习惯性了把它叫为溶液。2、 胶体和其他分散系的本质区别是( A )A.分散质粒子的大小 B.是不是一种稳定的体系C.会不会产生丁达尔效应 D.粒子有没有带电荷分析:胶体和其他分散系的本质区别就是其分散质粒
15、子的大小,胶体:1 nm100 nm溶液:100 nm;胶体具有介稳定性 ,但不是与其他分散系的本质区别;丁达尔效应仅能用来区别胶体与溶液,D 项更是明显错误。3、下列关于胶体的认识错误的是( )A.鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4 溶液生成白色沉淀,属于物理变化B.胶体的分散质能通过滤纸孔隙C.水泥厂 冶金厂常用高压电除去烟尘,是因为烟尘粒子带电荷D.纳米材料属于胶体分析:加入饱和(NH4)2SO4 溶液可降低鸡蛋清的溶解度,产生白色沉淀是物理变化;胶体的分散质粒子大小在 1100 nm 之间,能通过滤纸 胶体一般由分散质和分散剂组成,而纳米材料只是由一种物质组成的纯净物,D 不正确4
16、、用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1100 nm)的超细粉末微粒,然后制得纳米材料,下列分散系中的分散质的粒子大小和这种粒子具有相同的数量级的是( B)A.溶液 B.胶体C.悬浊液 D.乳浊液分析:本题考查的知识为分散系微粒的大小这种超细粉末粒子大小为 1100 nm,恰好在胶体微粒大小范围之内,要掌握胶体的本质特征,即胶体粒子大小在 1100 nm 之间5、据中央电视台报道,近年来,我国的一些沿江或沿海城市多次出现大雾天气,致使高速公路关闭,航班停飞,雾属于下列分散系中的(D )A.溶液 B.悬浊液C.乳浊液 D.胶体分析:雾是气溶胶,属于胶体6、以水为分散剂的分散系,按稳定性由弱到强顺序
17、排列的是( C)A.溶液胶体浊液 B.胶体浊液溶液C.浊液胶体溶液 D.浊液溶液胶体分析:溶液最稳定,浊液很不稳定,胶体介于二者之间,属于介稳体系7、下列应用或事实与胶体的性质没有关系的是( C )A.用一束平行光照射蛋白质溶液时 ,从侧面可以看到一束光亮的通路B.用石膏或盐卤点制豆腐C.在 FeCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液出现红褐色沉淀D.使用静电除尘器除去空气中的飘尘分析:蛋白质溶液是胶体,能产生丁达尔效应;豆浆是胶体,盐卤或石膏是电解质使胶体发生聚沉;静电除尘器除尘是中和胶体粒子的电荷 ,而达到除尘目的;FeCl3 溶液不是胶体,滴加NaOH 溶液出现红褐色沉淀与胶体的性质无关8、
18、下列分散系中,分散质粒子直径最大的是( B )A.豆浆 B.石灰乳C.FeCl3 溶液 D.氢氧化铁胶体分析:浊液的分散质粒子直径最大,石灰乳是浊液,豆浆是胶体9、Fe(OH)3 胶体和 MgCl2 溶液共同具备的性质是( D )A.都不稳定,密封放置都易产生沉淀B.两者均有丁达尔效应C.加入盐酸先产生沉淀,随后溶解D.分散质粒子可通过滤纸分析:MgCl2 溶液很稳定,密封放置,不易产生沉淀,该溶液不会产生丁达尔效应,加盐酸不会产生沉淀,ABC 均不正确,溶液和胶体粒子都能透过滤纸,故 D 正确。10、下列分散系最不稳定的是(A)A.向 CuSO4 溶液中加入 NaOH 溶液得到的分散系B.向
19、水中加入食盐得到的分散系C.向沸水中滴入饱和 FeCl3 溶液得到的红褐色液体D.向 NaOH 溶液中通入 CO2 得到的无色溶液分析:A 中形成的是 Cu(OH)2 悬浊夜,最不稳定;C 中形成的是胶体较稳定 ;BD 中形成的分散系为溶液,最稳定11、下列关于胶体的叙述不正确的是(A)A.布朗运动是胶体粒子特有的运动方式,以据此把胶体和溶液悬浊液区别开来B.光线透过胶体时,胶体发生丁达尔效应C.用渗析的方法净化胶体(原理是胶体不能透过半透膜,溶液可透过半透膜)时,使用的半透膜只能让较小的分子离子通过D.胶体粒子具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象分析:物质在永
20、不停息地作无规则的运动,胶体粒子一直在做无规则的运动,也能发生布朗运动,故 A 选项错误;区别胶体与非胶体,简单易行的方法是利用丁达尔效应;胶体粒子的直径比较大,不能透过半透膜,而水分子等较小粒子能自由透过,故 C 选项正确;胶体粒子具有较大的表面积,可以吸附某些离子,从而胶体粒子带有部分电荷,所以,在电场作用下胶体可以产生电泳现象7.如图所示,家庭小实验制得的分散系按分散质粒子大小分类,指明属于哪种分散系:(填字母)溶液:_ ACD_浊液:_B_胶体:_E_【课堂小结】本节课学习了分散系的概念及其分类,当分散剂是液体时,可根据分散质粒子直径大小分为溶液、胶体和浊液。本节课重点介绍了胶体,胶体
21、的本质特征是粒子直径在胶粒直径在 1100nm 之间,重点要掌握胶体的介稳性和丁达尔效应。丁达尔效应是区分溶液和胶体的常见的物理方法。八、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:分散质和分散剂。(3)分类:按分散系组成所存在状态的不同分:9 种当分散剂是液态时,按分散质粒子直径大小分:(本质特征)2、胶体(本质特征:胶粒直径在 1100 nm 之间)(1)Fe(OH) 3胶体的制备FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl(2)胶体的性质介稳性(同种电荷相排斥、布朗运动)渗析丁达尔效应(区分胶体与溶液的一种物理方法)电泳(3)应用:纳米技术