高中化学(大纲版)第三册第二单元胶体的性质及其应用第二节胶体的性质及其应用(第一课时)

第二节胶体的性质及其应用●教学目标1.掌握胶体的重要性质，了解其应用。2.进一步认识物质性质与物质聚集状态相关的关系。3.培养学生观察、分析、探索、归纳的能力。4.通过了解胶体知识的应用，让学生感觉化学就在身边，以此调动学生学习的兴趣和动机。●教学重点胶体的性质。●教学难点胶体粒子大小与其性质的关系。●教学方法启发、诱导、实验探索等方法。●教具准备投影仪、多媒体动画课件、录像资料、激光教鞭；小烧杯（两个）；NaCl溶液、淀粉溶液、Fe（OH）3胶体、KNO3溶液、蒸馏水●课时安排1课时●教学过程［复习提问］什么叫胶体？它和溶液、浊液有何异同点？［回答要点］分散质粒子的直径大小在1nm～100nm之间的分散系叫胶体。它和溶液、浊液相比，相同点：三者都是一种（或几种）物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物，都属分散系的一种。不同点：主要是分散质粒子大小不同，液体均一性、稳定性也不尽相同。［转问］胶体和溶液的外观特征相同（透明澄清），如NaCl溶液和淀粉溶液，那么可用怎样的物理方法加以鉴别呢？［学生活动］一代表上台演示。操作：将分别盛有等量NaCl和淀粉溶液的两烧杯并排置于桌面上，用激光教鞭从一侧（光、两烧杯在一条线上）进行照射，同时于垂直方向观察。现象与结论：当光束通过形成一条光亮红色通路的液体为淀粉溶液，无此现象的为NaCl溶液。［讲述］当一束强光照射胶体时，在入射光垂直方向，可以看到一道光亮的通路，这种现象早在19世纪由英国物理学家丁达尔研究发现。故称其为“丁达尔效应”。而溶液无此现象。因此丁达尔效应可以区别溶液和胶体。那么，造成胶体和溶液这种性质差异的原因是什么呢？［学生阅读］课本P19第一段，并进行归纳。［投影比较］［多媒体动画模拟］胶粒对光的散射作用。［旁白］图中红色箭头（粗）代表入射光线，黄色箭头（细）代表散射光。当光线照射到胶体粒子上时，有一部分光发生了散射作用，另一部分光透过了胶体，无数个胶粒发生光散射，如同有无数个光源存在，我们便可发现当一束光线通过胶体时从侧面可以看到一条光亮的通路，这就是丁达尔效应。［设问］胶体除具有丁达尔效应外，还有何其他性质呢？［板书］第二节胶体的性质及其应用一、胶体的性质1.丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。［过渡］由于胶体分散质粒子比溶质粒子大得多，以致使光波传播改变了原来的方向。尽管如此，我们的肉眼仍看不到它的存在。超显微镜可帮助我们了解胶粒的情况。［多媒体动画模拟］胶粒的布朗运动。［旁白］用一黑色小球代表胶体粒子，用动画模拟胶粒的无规则运动。胶粒的运动情况如同花粉颗粒在水里作不停的、无秩序的运动。这种现象叫做布朗运动。［板书］2.布朗运动：胶体分散质粒子作不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。［设问］为什么胶粒的运动是不停的、无秩序的呢？［学生阅读］课本P19第二、三段，并归纳原因。［讲述］胶粒作布朗运动，是因胶粒受水分子来自各方面的撞击、推动，而每一瞬间在不同方向上所受合力的大小不同，所以每一瞬间胶粒运动速率和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。布朗运动使胶粒难于静止沉降，这是胶体稳定的一个因素。相比之下，浊液却无此性质，为什么呢？［投影比较］［投影思考］1.Fe（OH）3胶体中，分散质是，作（定向或不规则）运动。2.NaCl溶液中，Na＋和Cl－作运动。通直流电后作运动，Na＋向极移动，Cl－向极移动。［答案］1.许多聚集的Fe（OH）3分子无规则2.无规则定向运动阴阳［设疑］若给Fe（OH）3胶体通直流电，胶体粒子的运动会怎样呢？［播放录像］Fe（OH）3胶体的电泳实验，请观察：现象：通电后，U型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。［讲述］从现象可看出，阴极附近Fe（OH）3胶粒增多了，说明在电场作用下，胶粒作了定向移动。［设问］通电后，Fe（OH）3胶粒移向阴极，说明Fe（OH）3胶粒具有什么样的电性？［回答］Fe（OH）3胶粒带正电。［小结］像Fe（OH）3胶体，在外加电场作用下，胶粒在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。［板书］3.电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。［设疑］为何胶体粒子会带电呢？胶体是否带电？Fe（OH）3胶粒为何带正电？［学生阅读］课本P20第二段，并归纳。［分析］胶体粒子小表面积大吸附能力强可吸附溶液中的离子Fe（OH）3胶粒只吸附阳离子，带正电通电向阴极移动阴极区液体颜色变深。［投影归纳］胶体粒子小表面积大吸附离子带电通直流电向电极作定向移动。［多媒体动画模拟］电泳现象。［旁白］图中大球表示胶粒，表示被胶粒吸附的离子的种类。胶粒因吸附阳离子或阴离子而带电荷，在外加电场作用下向阴极或阳极作定向移动。［讲述］一般来说，在同一胶体中，由于胶粒吸附相同的离子因而带同种电荷，如Fe（OH）3胶粒带正电荷。但胶体本身不带电，我们不能说Fe（OH）3胶体带正电。那么，哪些胶体粒子带正电荷，哪些胶体粒子带负电荷呢？［投影归纳］一般来说：金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷。非金属氧化物、金属硫化物、土壤的胶体粒子带负电荷。但并非所有胶粒都带电荷。［讨论］同一胶体中胶粒带同种电荷，会产生怎样的作用力？这种作用力对胶体的性质有何影响？［讲述］由于同种胶粒带同种电荷，它们之间相互排斥而不易聚集沉降，这就是胶体一般稳定的主要原因。［投影小结］胶体分散系稳定的原因。同种胶粒带同种电荷，相互排斥而不易聚集；布朗运动能克服重力作用，胶粒不易沉积。［过渡］方才，我们分析了胶体稳定的原因，其中胶体粒子带电是重要的因素。那么，能否想出针对性的办法破坏胶体的稳定性，使胶粒彼此聚集长大而沉降呢？思路：“胶粒中和电荷聚集变大重力作用沉淀”［学生讨论］提出中和胶粒所带电荷的方法。归纳为：1.加电解质；2.加带相反电荷的胶粒。［演示］向盛有Fe（OH）3胶体的试管中滴入MgSO4溶液，振荡。观察。现象：产生浑浊。［学生阅读］课本P21胶体的聚沉，并归纳。［板书］4.胶体的聚沉：分散质粒子相互聚集而下沉的现象，称为胶体的聚沉。方法：加电解质溶液；加带相反电荷的胶粒。［过渡］以上我们紧紧围绕胶体粒子大小的特征，研究了胶体所具备的重要性质。借此，可以认识和解释生活中的一些现象和问题。［板书］二、胶体的应用［投影1］在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用，除去大量烟尘，以减少对空气的污染。这种做法应用的主要原理是A.电泳B.渗析C.凝聚D.丁达尔现象［解析］使用高压电，即利用外加电场，使气溶胶胶粒向电极移动而聚集，从而除去烟尘。答案：A［讲述］以上一例是胶体电泳性质在冶金工业中的应用。电泳原理还可用于医学诊断（如血清纸上电泳）和电镀工业上。［板书］1.工业除杂、除尘。［投影2］已知土壤胶粒带负电，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效较差的是A.（NH4）2SO4B.NH4HCO3C.NH4NO3D.NH4Cl［解析］土壤胶粒带负电荷，则对含N的NO3有排斥作用，这样NO3将不被土壤吸附，而随水流失，而其他肥料中的含N的离子全是阳离子，易被土壤胶粒吸附，故NH4NO3肥效相对较低。答案：C［板书］2.土壤的保肥作用［投影3］自来水厂曾用绿矾和氯水一起净水，请用离子方程式和简要文字叙述有关的原理。答案：2Fe2＋+Cl2===2Fe3++2Cl－，Fe3++3H2OFe（OH）3+3H＋，Cl2+H2OH＋+Cl－+HClO，HClO起杀菌、消毒作用，Fe（OH）3有胶体性质，其带正电的Fe（OH）3胶粒吸附带负电的水中悬浮物、泥沙等而造成聚沉而达到净水目的。［板书］3.明矾的净水作用。［投影4］为什么河流入海处，易形成三角洲？［解析］河水中粘土等胶粒，遇海水中电解质而发生凝聚作用，逐渐沉降为三角洲4.江河入海口处形成三角洲［投影5］豆浆里放入盐卤或石膏，为什么可制成豆腐？［解析］盐卤或石膏为电解质，可使豆浆里的蛋白质胶粒凝聚并和水等物质一起聚沉而成凝胶（豆腐）。［板书］5.豆腐的制作原理［小结］胶体的应用很广，随着技术进步，其应用领域还将不断扩大。［设问］通过本节的学习，我们了解了多少？你认为本课重点是什么？［总结］本节我们主要学习了胶体的性质，并了解了胶体性质在实际中的应用。那么胶体性质与胶体粒子大小的关系是什么？［投影归纳］［布置作业］课本P21～22一、二●板书设计第二节胶体的性质及其应用一、胶体的性质1.丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。2.布朗运动：胶体分散质粒子作不停地、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。3.电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。4.胶体的聚沉：分散质粒子相互聚集而下沉的现象称为胶体的聚沉。二、胶体的应用1.工业除杂、除尘；2.土壤的保肥作用；3.明矾的净水作用；4.江河入海口处形成三角洲；5.豆腐的制作原理。●综合能力训练题1.下列事实与胶体性质无关的是A.在豆浆里加入盐卤做豆腐B.在河流入海处易形成沙洲C.一束平行光线照射蛋白质溶液时，从侧面可以看到一束光亮的通路D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀［解析］胶体具有的性质是丁达尔效应、布朗运动、电泳现象和聚沉。A属蛋白质胶粒遇电解质发生凝聚。B是土壤胶粒遇电解质（海水中）发生凝聚。C是蛋白质胶体的丁达尔现象。D中反应为Fe3++3OH－===Fe（OH）3↓，生成的是大量肉眼可观的沉淀，而非胶体。答案：D2.向明矾水溶液中滴加一种溶液，首先能使胶粒凝聚而沉淀，继续滴加该溶液时，沉淀又逐渐消失，这种溶液是A.BaCl2溶液B.盐酸C.蒸馏水D.烧碱溶液［解析］明矾溶于水可形成Al（OH）3胶体，向其中加电解质溶液会使胶粒凝聚。加BaCl2后由于Ba2＋与SO24反应生成沉淀，随BaCl2的加入，沉淀会增多至不变但不会溶解，加入盐酸和NaOH会使Al（OH）3胶粒先凝聚而沉淀，由于Al（OH）3的两性，而后随盐酸和NaOH的不断加入而逐渐溶解。答案：B、D3.分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化：供选择的药品和仪器：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、聚光束仪。（1）证明明矾发生了水解反应。（2）证明其水解反应是一个吸热反应。（3）证明生成了胶体溶液。答案：（1）用pH试纸测明矾溶液的pH，若pH＜7，证明溶液呈酸性，明矾发生了水解。（2）加热溶液，用pH试纸测溶液的pH，pH减小，证明水解反应是一个吸热反应。（3）用聚光束仪的光束照射溶液，若有丁达尔效应，可证明生成了胶体溶液。●教学说明本节是在胶体概念基础上对胶体性质和应用知识的学习和了解。胶体性质是胶体粒子大小特征的表现，而认识胶体粒子和胶体性质的关系是本节的难点。为此，设计此课，特别注意了对实验和多媒体动画模拟的利用和挖掘。目的是变抽象的理论说教为直观、具体的真实认识。对于胶体的应用，则主要列举日常生活和社会中的一些现象和问题，通过解决问题，让学生体会化学知识的价值，化学与社会生活的密切联系。