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1、第二章 化学物质及其变化 第一节 物质的分类(共2课时) 第1课时 简单分类法及其应用【教学目标】1学会从多种角度、依据不同标准对物质进行分类;2知道“交叉分类法”和“树状分类法”这两种常用的分类方法,能根据需要选择并制作分类图。3.能够根据反应物、生成物的种类和类别把化学反应分为:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。【重点难点】学会从组成和性质的角度对常见物质进行分类【教学过程】【思考】走进超市,“超市”中琳琅满目的商品,为什么大家能迅速挑出自己所需要的商品?超市里根据物品的功能和性能将物品分为食品区、生活用品区等,再将食品区分为熟食品区、水果区、零售区等,通过分类后顾客可以轻松购物。
2、【提问】生活中也有很多分类的例子,请大家结合生活中的体验列举几个分类的例子,并说一说这样分类有什么好处呢? 【交流】图书馆的书籍是分类放置的,马路上的车道是分类的、网络中的信息分类、QQ好友的分类等等。分类让是我们的生活变得更加便捷,生活更有条理,秩序。在我们接触的事物中,应用分类方法的例子很多,分类不是目的,只是一种手段,能够提高人们工作、学习的效率,使人们更快、更便捷地达到目的。那么在化学的科学研究中要不要运用分类的方法呢?【引入】到目前为止,发现和合成的化学物质已经超过3000万种,说到化学反应,那就更多了。所以说分类法对学习化学起着不可替代的作用。它不仅把化学物质及其变化规律系统化,还
3、可以分门别类地研究这些物质及其变化规律。【思考与交流】1请尝试对你所学过的化学物质和化学反应进行分类,并与同学交流。2请从其他方面收集一些应用分类法的例子,讨论对它们进行分类的目的和意义。(1)对物质进行分类(2)对氧化物的分类(3)对化学反应的分类【归纳】不论是对化学物质还是对化学反应所进行的分类,都是依据一定的分类标准。分类标准不同,则有不同的分类方法。也就是说:将物质进行分类,关键是找出分类的“标准”,而“标准”不是唯一的,所选的“标准”不同,分类结果页不同。标准的选择是否恰当取决于同学们对物质的认识是否正确和全面。当分类的标准确定之后,同类中的事物在某些方面的相似性可以帮助我们做到举一
4、反三;对于不同类的事物的了解我们有可能做到由此及彼。所以分类的方法是一种非常简单易行的科学方法,分类法的应用也是非常普遍的。一、简单分类法及其应用1.分类的含义和目的(1)分类的含义:设定一个“标准“对大量事物进行分析,将某些具有相同特点的事物归到一起的方法。(2)分类的目的:分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学方法。运用分类的方法,不仅能将有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类地进行研究,更好地帮助我们认识物质,找出各类物质之间的联系。(3)分类的意义:分类是一种行之有效,简单易行的科学方法。通过分类,不仅可以提高学习和工作效率,更重要的是便于了解各类物质的共性和各
5、类反应的本质。【强调】这里的“标准”加了双引号,表示强调,那究竟什么是标准呢?举个简单的例子,我们班一共有6名学生,根据“性别”,可分为男生和女生,“性别”就是分类的标准。【讲述】在划分时我们只用了“性别”这一个标准,因此,我们称这种只采用一个标准分类的方法为“单一分类法”。2分类的方法(1)单一分类法(单分类)【转折】单一分类法使用简单,但是,由于这种分类方法具有一定的局限性,它所能提供的信息较少,因此,我们有必要再学习一些其他的分类方法,以弥补单一分类方法的不足,首先我们来学习一下交叉分类法。那么,究竟什么是交叉分类法?接下来,我通过一个具体的例子来给你们讲述一下。(2)交叉分类法【思考】
6、:对于Na2SO4 、 Na2CO3 、 K2SO4 、 K2CO3 这几种盐要如何分类? 【交流】(1)从阳离子的角度分类:Na2SO4 、 Na2CO3是钠盐,K2SO4 、 K2CO3是钾盐;(2)从阴离子的角度分类:Na2SO4 、K2SO4是硫酸盐,Na2CO3 、K2CO3是碳酸盐。(3)在交叉分类法中:Na2CO3既属于钠盐,又属于碳酸盐;K2SO4既属于钾盐盐,又属于硫酸盐。【归纳】交叉分类法:根据不同的分类标准,对同一事物按不同的标准分类的方法。如:某些碱的交叉分类:【特点】:(1)同一事物可同时分属不同类别,交叉分类法中的类别之间存在交叉关系,如:Na2SO4、K2SO4既
7、分别属于钠盐、钾盐,但它们又都属于硫酸盐。(2)交叉分类法可以从多角度对物质进行分类,对事物认识较为全面,但条理性不够。【练习1】:对下列酸进行交叉分类。 【练习2】将下列化学反应进行分类。(1)硫在氧气里燃烧 化合反应(2)红磷在氧气里燃烧 金属与氧气的反应(3)铁丝在氧气里燃烧 非金属与氧气的反应(4)铝箔在氧气里燃烧 氧化反应【点拨】在分类之前,首先要确定分类的标准。分类标准1:是不是化合反应:化学反应(1)、(2)、(3)、(4)为一类,都是化合反应;分类标准2:反应物的特点:化学反应(1)、(2)为一类,都是非金属与氧气反应,化学反应(3)、(4)为另一类,都是金属与氧气反应。【过渡
8、】可见,分类的标准不一样,分类的结果也不一样。除了刚刚我们所学习的两种分类方法外,今天我们还要学习一种新的分类方法:树状分类法。(3)树状分类法:按照一定标准对同类事物进行再分类。【讲述】树状分类法是指对同类事物进行再分类的一种方法。例如,我们这本化学书一共分为了四章,而每一章又分为了节,属于分类后再分类,这就好像一棵树,因此叫树状分类法。【讲述】应用树状分类法,我们可以对“物质”进行分类。请你们看到课本25页上的图2-3,这里应用树状分类法将物质分为了纯净物和混合物,而纯净物又可以分为单质和化合物,化合物又可以分为酸、碱、盐以及氧化物。如对化合物进行树状分类: 【实践活动】1请在图2-3的方
9、框内填上具体的化学物质,进一步体会树状分类法的应用。如果你对分类法有兴趣,还可以通过查找资料或与同学合作,为石油加工后的产物或用途制作一张树状分类图。【总结】通过这个分类的过程,大家总结一下树状分类法的特点。【特点】(1)树状分类法是用一种标准将物质分类之后,对于各类物质进行再分类,树状分类法中的物质分类间存在从属关系,不同的物质之间不存在交叉。(2)树状分类法具有较好的条理性,但由于依据的分类标准有一定的局限性,所以对物质的分类单一、不全面。2请你选择你熟悉的化学物质,制作一张交叉分类图。如某些氧化物的交叉分类:【思考】:判断氧化物所属类别时,应注意哪几个方面的问题?【提示】:氧化物据它们的
10、性质和反应后的生成物来分:(1)酸性氧化物:跟碱起反应生成盐和水的氧化物。非金属氧化物大多数是酸性氧化物(如CO2),有一些高价金属氧化物也属于酸性氧化物(如CrO3、Mn2O7)(2)跟酸起反应生成盐和水的氧化物。大多数金属氧化物是碱性氧化物。(3)两性氧化物:既能与酸又能与碱反应生成盐和水的氧化物。(4)既不跟酸也不跟碱起反应生成盐和水的氧化物。【点拨】:酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7;非金属氧化物也不一定是酸性氧化物,如CO、NO。碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物,Al2O3是两性氧化物。酸性氧化物、碱性氧化物形成对应的酸、
11、碱时,元素化合价不变。3图2-3是对物质的一种分类方法,可以帮助我们更好地认识物质的性质,找出各类物质之间的关系。请分别以钙和碳为例,用化学方程式表示下列转化关系。你发现了什么规律?你能用图来表示酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系吗?【解答】(1)化学方程式分别为:2Ca+O2=2CaO; CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2OC+O2CO2 ; H2O+CO2 =H2CO3; Ca(OH)2+ H2CO3=CaCO3 +2H2O (2)发现的规律:(3)酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系:【课堂小结】在学习了分类的方法以后,大家就要学会对以前和将要学的化学知
12、识进行及时的归纳和整理,学会对物质及其变化进行分类,并通过对各类物质的代表物质的研究来了解这类物质的性质,从而提高我们化学学习的效率。一、 分类法二、分类的意义分类是一种行之有效,简单易行的科学方法。通过分类,不仅可以提高学习和工作效率,更重要的是便于了解各类物质的共性和各类反应的本质。三、常见的分类方法1交叉分类法(多分类)(1)含义:根据不同的分类标准,对同一事物按不同的标准分类的方法。(2)特点:交叉分类法可以从多角度对物质进行分类,对事物认识较为全面,但条理性不够,交叉分类法中的类别之间存在交叉关系2树状分类法(再分类)(1)含义:树状分类法是指对同类事物进行再分类的一种方法,进行层层
13、深入、由粗及细的分类。(2)特点:树状分类法中的物质分类间存在从属关系。树状分类法具有较好的条理性,但由于依据的分类标准有一定的局限性,所以对物质的分类单一、不全面。【补充】盐的分类方法:【应用示例】【例1】下列叙述正确的是( B ) A非金属氧化物都是酸性氧化物 B碱性氧化物都是金属氧化物C酸性氧化物都能与水反应生成酸 D酸性氧化物都不能跟酸反应【解析】非金属氧化物不都是酸性氧化物,如水、一氧化碳、一氧化氮等氧化物就属于不成盐氧化物,所以A不正确。SiO2是酸性氧化物但不与水反应;所以C不正确。酸性氧化物一般不能和酸反应,但二氧化硅能与氢氟酸反应,生成四氟化硅气体和水:SiO2+4HF=Si
14、F4+2H2O。D选项也不正确。只有碱性氧化物都是金属氧化物的说法是正确的。【例2】下列物质的分类合理的是( )A氧化物:CO2、NO、SO2、H2O B碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Na2CO3C铵盐:NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4、NH3H2O D碱性氧化物:Na2O、CaO、Mn2O7、Al2O3【解析】B中的Na2CO3虽俗名纯碱,其水溶液呈碱性,但它属于盐。C中的NH3H2O为碱。D中的Mn2O7为酸性氧化物,而Al2O3为两性氧化物。答案选A。【例3】分类是化学研究中常用的方法.下列分类方法中,不正确的是 ()A依据分子组成中含有氢原子的数目,将酸分为一元酸、
15、二元酸等B依据是否有电子转移,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应C依据能量的变化,将化学反应分为放热反应和吸热反应D依据组成元素的种类,将纯净物分为单质和化合物【解析】依据电离出H的个数,才能将酸分为一元酸、二元酸等;氧化还原反应的本质是电子转移;根据能量的变化,可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。答案:A【例4】下列物质分类正确的是( )ACu(OH)2难溶于水,属于非电解质 BSO2能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物CNH4Cl组成中不含金属离子,不属于盐 DHCl气体溶于水电离成H和Cl,属于离子化合物解析:Cu(OH)2难溶于水,但溶于水的部分可发生电离;NH4Cl是由NH
16、与Cl组成的盐;HCl属于共价化合物,溶于水时在水分子的作用下发生电离。答案:B【例5】下列各组物质中都有一种在分类上与另外几种不同,试分析每组物质的特点,将不同于其他物质的那种找出来(把化学式填在横线上)。(1)HCl、HNO3、H2SO4、HClO3:_;(2)BaSO4、NaCl、CaCO3、AgCl:_;(3)Fe2O3、CaO、NH3、CO2:_;(4)KCl、NaNO3、H2SO4、H2O:_;【解析】(1)从是否含氧的角度分类:HCl属于无氧酸,HNO3、H2SO4、HClO3属于含氧酸,从电离出H+的个数分类:HCl、HNO3、HClO3属于一元酸,H2SO4属于二元酸,故答案
17、为:HCl或H2SO4;(2)从物质的溶解性角度分类:BaSO4、CaCO3、AgCl难溶于水,NaCl易溶于水,故答案为:NaCl;(3)从化合物的组成元素的角度分类:Fe2O3、CaO、CO2为氧化物,NH3为氢化物,故答案为:NH3;(4)化合物组成元素的角度分类:NaNO3、H2SO4、H2O都含有O元素,KCl不含O元素,从电解质的强弱角度分类:KCl、NaNO3、H2SO4属于强电解质,H2O属于弱电解质,故答案为:KCl或H2O【巩固练习】1对若干物质分类,下列说法错误的是( )A可能有多种标准 B一定只有一种标准 C可能用交叉分类法进行分类 D可能用树状分类法进行分类 2Na2
18、CO3俗名纯碱,下面是对纯碱采用不同分类法的分类,不正确的是( )ANa2CO3是碱 BNa2CO3是盐 CNa2CO3是钠盐 DNa2CO3是碳酸盐3根据某种共性,可将CO2、SO2 归为一类氧化物。下列物质也属于同类氧化物的是( )ACaCO3 BSO3 CCuO DKMnO44下列反应既是化合反应,又是氧化反应的是( )A2CO+O22CO2 BCaO+H2OCa(OH)2 CC+H2OCO+H2 DCO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O5物质分类的依据通常有组成和性质,下列物质分类中,只考虑组成的是( )ANa2SO4是钠盐、硫酸盐、正盐 BHNO3是一元酸、强酸、挥发性酸CMg(O
19、H)2是二元碱、难溶性碱、中强碱 DAl2O3是两性氧化物、金属氧化物、最高价氧化物6按照物质不同的分类方法,HNO3应属于( )酸 氢化物 氧化物 含氧酸 难挥发性酸 强氧化性酸 一元酸 化合物 混合物A B C D【解析】:从不同的角度进行分类,硝酸属于:酸、含氧酸、强氧化性酸、一元酸、化合物。答案:B7下列说法中正确的是( )A硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物B蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、弱电解质、弱电解质CMg、Al、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到D天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源【解析】:纯碱属于盐,选项A错误;硫
20、酸钡属于强电解质,B错误;Mg、Al的金属性比较活泼,一般用电解法冶炼,而Cu则多用置换法冶炼,C错误。答案:D8下列关于氧化物的叙述正确的是( )A酸性氧化物都可以跟强碱溶液反应 B与水反应可生成酸的氧化物都是酸性氧化物C金属氧化物都是碱性氧化物 D不能跟酸反应的氧化物一定能和碱反应【解析】和碱反应只生成盐和水的化合物称为酸性氧化物,所以酸性氧化物都可以和强碱反应,A项正确;二氧化氮可以和水反应生成酸,但它不是酸性氧化物,B项错误;Mn2O7是金属氧化物,但不是碱性氧化物,C项错误;CO不跟酸反应,也不和 碱反应,D项错误。答案:A9盐是一类常见的物质,下列物质通过一定反应可直接形成盐的是(
21、 )金属单质 碱性氧化物 碱 非金属单质 酸性氧化物酸A B C D全部【解析】:全部可以,现举例说明:2NaCl22NaCl,可以;CaO2HCl=CaCl2H2O,可以;CO22NaOH=Na2CO3H2O,可以。答案:D10下列各组物质按组成规律不同分类,请找出与其他种类不同的物质(1) HCl H2SO4 H2CO3 HNO3_;(2) NaCl KNO3 Na2CO3 NaNO3_;(3) Fe Al Zn C_;11从铁、盐酸、氧气、水、硝酸银溶液五种物质中选出一种或两种作反应物,按下列要求的反应类型各写一个化学方程式:(1)化合反应_;(2)分解反应_;(3)置换反应_;(4)复
22、分解反应_。12用树状分类法对HCl,CO2 ,CaO ,NaOH, Na2SO4 , CaCO3, Ca(OH) 2,H 2SO4 进行分类。【课后作业】1下列物质中属于纯净物、化合物、无机化合物、盐、钙盐的是( )A石灰石 BCa(OH)2 CCaCO3 DCH42下列四种酸中,根据元素组成进行分类,其中一种与另外三种有显著区别的是( )AHCl BH2SO4 CHNO3 DH3PO43采用不同的分类方法,可将非金属氧化物分为不同的类型。例如从某种意义上可将P2O5、SO2、SO3、Cl2O7等归为一类,则下列氧化物与它们属于同一类的是( )ACO BNO CN2O5 DNa2O4符合右图
23、中阴影部分的物质是( )AK2CO3 BNa2CO3 CNaCl DNaHCO35试通过仔细观察和 认真分析,找出下列每组物质中在分类上与其他物质不同的一种物质,将该物质的化学式填入括号中,并在横线上写出分类标准。(1)KCl、CaCl2、KClO3、BaCl2( )_;(2)H2SO4、BaSO4、S、Na2SO4( )_;(3)HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4( )_;(4)氧气、CO2、空气、氮气( )_;(5)海水、汽水、水、矿泉水( )_;(6)钠、铁、铜、汞、银、铝( )_;【解答】(1)KClO3;酸根是否含氧(2)S;S元素的化合价是否相同(3)HCl;酸分子中是否含有
24、氧(4)空气;组成物质的种类(5)水;组成物质的种类(6)汞;金属在常温下的状态6请思考:氢氧化钠、氧气、氧化铜、盐酸四种物质有多少种不同的分类方法?请把结果填写在下表中。序号分类的标准单独属于一类的物质及其与其他物质的区别是否为纯净物盐酸为混合物,其他物质为纯净物组成元素是否单一氧气为单质,其他物质为非单质是否具有酸性盐酸呈酸性,其他氐不具有酸性【解析】物质的分类总是与分类的标准联系在一起的,对物质进行分类就是从不同的角度对物质进行比较,从而确立分类标准,将物质分成不同的类别。7使用交叉分类法对下列反应进行分类。2H2+O22H2O 化合反应CaCO3CaO+CO2 分解反应NaOH+HCl
25、=NaCl+H2O 置换反应Fe+H2SO4=FeSO4+H22 中和反应CaO+2HCl=CaCl2+ H2O 复分解反应8请利用交叉分类法对下列五种物质分类,并画出图示。五种物质分别为CaCl2、Ca(NO3)2、KNO3、K2SO4和KCl。9(1)你认为下列物质:O2、Fe、CaCO3、稀HCl、Ca(OH)2两两之间能够发生哪些反应?请写出有关的化学方程式。_(2)请大家对上述反应进行分类,分类的依据是什么?用图表示出来。9无机化合物可根据其组成和性质进行分类:(1)如图所示的物质分类方法名称是。(2)以Na、K、H、O、C、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质,分别填在下表的后面
26、.物质类别酸碱盐氧化物化学式HClBa(OH)2Na2CO3CO2Na2O2(3)写出转化为的化学方程式 _。(4)呼吸面具中用作为O2来源的反应原理为 。(5)实验室制备常用和反应,检验该气体的方法是_。【解析】(1)常见的分类法有两种:交叉法和树状分类法,由图可知为树状分类法;(2)酸可填写H2S、H2SO4、HNO3、H2CO3中的一种,碱可填写KOH、NaOH中的一种,盐可填写K2SO4、K2CO3、NH4NO3等中的一种;(3)CO2是酸性氧化物,可和碱NaOH反应生成Na2CO3,2NaOHCO2=Na2CO3H2O。(4)Na2O2和H2O、CO2反应都能产生O2,2Na2O22
27、CO2=2Na2CO3O2,2Na2O22H2O=4NaOHO2。(5)CaCO3和稀盐酸反应,产生的CO2气体可用澄清石灰水来检验。 第一节 物质的分类(共2课时) 第2课时 分散系及其分类【教学目标】1.知道胶体是一种常见的分散系;2.理解胶体与溶液、浊液的本质区别是分散质粒子的大小介于1-100nm;3.知道可以根据分散质粒子的大小将分散剂是液体的分散系分为溶液、胶体、浊液;4.知道可以用丁达尔效应来区分胶体和溶液。【重点难点】1重点:胶体的性质及应用、分散系的本质区别。2难点:胶体的概念与性质。【教学过程】【引入】清晨当太阳升起时,你漫步在茂密的森林里,会看到缕缕阳光穿过林木的枝叶铺洒
28、在地面上。你知道为什么会产生这美丽的景象吗?在日常生活中,我们经常接触到各种混合物,如NaCl分散到水中形成的溶液,泥沙分散到水中形成的悬浊液,植物油分散到水中形成的乳浊液。它们都是一种或几种物质分散到另一种物质中形成的,它们之间有何区别?一、分散系及其分类化学上把一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。1分散系(1)概念:把一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。如:酒精溶于水形成的溶液;牛奶溶于水形成的乳浊液;水蒸气扩散到空气中形成的雾。这些混合物均被称为分散系。(2)分散系的组成:分散系由分散质和分散剂组成。分散质:被分散的
29、物质(可以是g、l、s)。如上述分散系中的NaCl、酒精、牛奶、泥沙、水蒸气都是分散质。分散剂:容纳分散质作用的物质或粒子分散在其中的物质(可以是g、l、s)。如上述分散系中的水、空气都是分散剂。【问题】CuSO4溶液、泥水都是分散系,它们的分散质和分散剂分别是什么呢?【点拨】CuSO4溶液分散质是CuSO4固体,分散剂是水,泥水分散质是泥沙,分散剂是水。【温馨提示】:分散系是混合物,不是纯净物。我们在初中学过的溶液是一种分散系,其中溶质是分散质,溶剂是分散剂。分散质和分散剂都可以是固体、液体或气体。在我们生活中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
30、溶液,分散质是酒精,分散剂是水。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。悬浊液或乳浊液中不存在溶质和溶剂的概念,即浊液中的分散质不能叫溶质,分散剂也不能叫做溶剂。【过渡】我们举的这些例子中,分散质与分散剂都有不同状态。根据物质的状态,可以把物质分为三大类:气态、液态、固态,如果把状态不同的分散质分散在状态不同的分散剂中,可以得到多少种不同的分散系?2.分散系的分类(1)按照分散质、分散剂所处的状态(气态、液态、固态),它们之间可以有九种组合方式。 【思考与交流】 请试着举出几种分散系的实例,并与同学交流。【交流】按照分散质
31、或分散剂间的聚集状态来分(九种分散系实例)分散质分散剂实例气(g)气(g)空气、排水法收集的气体液(l)肥皂水泡沫、汽水、盐酸、自来水固(s)泡沫塑料、面包、冰箱吸味剂、馒头、木炭液(l)气(g)云、雾、水蒸汽液(l)牛奶、酒精水溶液、洗发水、果汁、豆浆、石油固(s)珍珠(包藏着水的碳酸钙)、果冻、受潮的固体物品固(s)气(g)灰尘、烟液(l)食盐水、糖水固(s)合金、有色玻璃、蓝绿宝石【设问】生活当中,我们最常见的分散系还是分散剂是液态的,所以当分散剂是水或其他液体时,我们可以怎样对分散系进行分类呢?(2)按分散质粒子的大小分类(当分散剂是水或其他液体时)(3)溶液、胶体、浊液的主要特征,归
32、纳如下表:分散系分散质粒子大小(粒子直径d)主要特征举例溶液100 nm不稳定,不均一泥浆【注解】稳定性和分散质大小的关系:分散质的大小导致了稳定性的变化。溶液分散质很小,分散的均匀,所以稳定。浊液分散质很大,不能分布均匀,所以不稳定。而胶体分散质介于两者之间,所以具有介稳性。【注解】胶体之所以具有介稳性,主要是因为胶体粒子可以通过吸附而带有电荷。同种胶体粒子的电性相同,在通常情况下,它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大,使它们不易聚集。【思考与交流】那什么叫胶体?它和溶液、浊液有何异同点?3胶体(1)定义:指分散质的微粒的直径大小在1nm100nm之间的分散系称为胶体。(2)本质特征:分散质
33、粒子的直径在1100nm之间。【点拨】:胶体区别于其他分散系的本质在于其分散质粒子的直径大小在1nm100nm之间。(3)胶体的分类【注】常见的胶体:淀粉溶液、豆浆、牛奶、果冻、血液、烟、云、雾、墨汁、碳素墨水、肥皂水、Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体等。【问题】溶液和胶体在外观上没有区别,那么,用什么方法可以区分溶液和透明的胶体呢?【实验与探究】 探究实验一:(1)Fe(OH)3胶体的制备点燃酒精灯,将25mL蒸馏水水加热至沸腾, 向沸水中逐滴加入5-6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,立即停止加热,胶体制成。【讲解】把黄色的氯化铁饱和溶液滴入沸水,继续加热时,发现溶液颜色
34、迅速由浅黄色变成红褐色,从颜色看应该就是氢氧化铁生成了,但他并不是沉淀,却是一种澄清透明的胶体。【归纳与整理】(1)Fe(OH)3胶体的制备原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl操作:在沸水中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,即停止加热。【注意】:实验过程不能用玻璃棒搅拌,否则溶液出现浑浊;当反应体系呈现红褐色,即制得氢氧化铁胶体,应立即停止加热,否则也容易出现浑浊,产生红褐色氢氧化铁沉淀。 探究实验二: (2)胶体和溶液的区分2将盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体,在于光束垂直的方向进行观察,并记录实
35、验现象。【问题】用激光笔分别照射氢氧化铁胶体和硫酸铜溶液,发现有什么不一样? Fe(OH)3胶体与CuSO4溶液的性质比较分散系 光束照射时的现象Fe(OH)3胶体可以看到一条光亮的“通路”CuSO4溶液无明显现象(4)胶体的性质:丁达尔效应(利用丁达尔效应可以鉴别溶液和胶体。)【归纳与整理】丁达尔效应:当光束通过胶体时,在胶体内部产生一条光亮“通路”的现象。 【现象】:当光束通过Fe(OH)3胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。而光束通过CuSO4溶液时,则看不到此现象。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来的方向而分散传播)形成的。像这种当可见光束通过胶体时,在入射光侧面
36、观察到明亮的光路的现象称为丁达尔现象或丁达尔效应。 探究实验三:比较溶液、胶体、悬浊液的分散质大小。3将Fe(OH)3胶体和泥水分别进行过滤,观察并记录实验现象。 Fe(OH)3胶体与泥水的过滤实验分散系 过滤后的现象Fe(OH)3胶体胶体全部透过滤纸,无滤渣,滤液仍是红褐色泥水滤纸上得到泥沙,滤液澄清,透明【结论】胶体的分散质能通过滤纸孔隙,而浊液的分散质则不能。这说明浊液的分散质粒子比较大。通过以上实验探究、问题思考,归纳总结,填写下表。溶 液胶 体浊 液有无丁达尔效应 无 有 无能否通过滤纸能能不能能否通过半透膜能不能不能分 类饱和溶液、不饱和溶液气溶胶、液溶胶、固溶胶悬浊液、乳浊液【归
37、纳与整理】(3)胶体它和溶液、浊液比较相同点: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。那同学们看一下下表,这些都是三种分散系之间的性质对比。 分散系 溶液 胶体 浊液 外观 均一、透明、 稳定 多数均一、透明、介稳性 不均一、不透明、 不稳定 分散质粒子 直径 1nm 1nm100nm 100nm 组成 单个分子或离子 分子集合体或有机高分子 许多分子集合体 能否透 过滤纸 能 能 不能 能否透过半透膜能不能不能典型实例 食盐水、碘酒 食盐酒精溶液、淀粉溶液 泥水、牛奶 【思考与交流
38、】 能举出日常生活中的一些丁达尔效应吗? 丁达尔效应在日常生活中随处可见。清晨,在茂密的树林中,常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱(如下图所示),类似这种自然界的现象,也是丁达尔现象。这是因为云,雾,烟尘也是胶体,只是这种胶体的分散剂是空气,分散质是微小的尘埃或液滴。 自然界的丁达尔现象(光学性质)【科学史话】丁达尔效应1英国物理学家丁达尔(18201893年) ,首先发现和研究了胶体中的上述现象。这主要是胶体中分散质微粒散射出来的光。2丁达尔效应产生原因:胶粒直径大小与可见光的波长(400-700nm)相近,胶粒就会对光产生散射作用;而溶液分散质的粒子的直径小于1纳米,太小,不发生散射。【
39、阅读与拓展】纳米粒子的尺寸与胶体粒子大致相当。原有的胶体化学原理和方法不仅有助于纳米技术的发展,胶体化学也从中获得了新的研究方向和动力。【科学视野】(1)胶体的介稳性:胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。胶体具有介稳性的两个原因:原因一:胶体粒子具有很强吸附能力,同种胶体粒子吸附同种离子,所以胶体的粒子带同种电荷,由于胶体粒子之间的电性排斥,使它们不易聚集。原因二: 胶体粒子在不停的做布朗运动(悬浮微粒永不停息地做无规则运动的现象叫做布朗运动)。(2)电泳现象(电学性质)在外加电场作用下, 胶体粒子在分散剂里向电极 (阴极或阳极) 作定向移动的现象, 叫做电泳
40、。【实验及现象】:Fe(OH)3胶体向阴极移动带正电荷。【原因】:粒子胶体微粒带同种电荷,当胶粒带正电荷时向阴极运动,当胶粒带负电荷时向阳极运动。胶体的胶粒有的带电,有电泳现象;有的不带电,没有电泳现象。【应用】:静电除尘;电泳电镀,利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。【思考】可否用电泳现象净化或检验胶体?电解质离子在电场作用下也发生定向运动,因此,电泳不能用作净化或检验胶体的方法。【练习】在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有Fe2O3而影响产品质量的问题。解决方法之一是把这些陶土和水放在一起搅拌,使粒子大小在1nm100nm之间,然后插入两根电极,接通直流电源,这时阳极聚积带负电荷
41、的胶粒(粒子陶土), 阴极聚积带正电荷的胶粒(Fe2O3) ,理由是含有杂质的陶土和水形成了胶体,利用电泳将陶土和杂质分离除杂 。(3)胶体的聚沉向胶体中加入可溶性盐时,胶体形成沉淀析出的现象称为胶体的聚沉。【原因】:盐中阳离子或阴离子能中和胶体微粒所带的电荷,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。【思考】:有没有其他方法使胶体沉降?(1)加热:可使胶粒布朗运动速率加快,胶粒相互碰撞的机会增多,从而使之聚集成较大颗粒而沉降。(2)加入电解质:往胶体中加入某些电解质,由于电解质电离生成的阳离子或阴离子中和了胶粒所带的电荷,使胶体聚集生成沉淀析出。(3)加入胶粒带相反电荷的胶体:
42、不同的胶粒吸附带不同电荷的离子,如金属氢氧化物、金属氧化物吸附阳离子,使胶体带正电荷;非金属氧化物、金属硫化物的胶粒吸附阴离子,使胶粒带负电荷。当两种带相反电荷的胶体混合,也会因胶粒所带电荷发生中和,而使胶体凝聚。【应用】制豆腐。豆浆里加盐卤(MgCl26H2O)或石膏(CaSO42H2O)溶液使之凝聚成豆腐。【拓展延伸】(4)渗析利用半透膜把胶体中混有的离子或分子从胶体溶液里分离的操作,叫做渗析。【原因】:胶体微粒不能透过半透膜,而溶液中的分子和离子能透过半透膜。【应用】:胶体净化、提纯使胶体和溶液分离。【课堂小结】一、分散系1 定义:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中,所得的体系叫做分散系。在分散系中,被