资源简介

专题2 化学计量 化学物质及其变化
第二单元 化学物质及其变化
第2讲 分散系 胶体
一、课程标准要求
1．理解分散系的含义和分类标准，认识胶体是一种常见分散系。
2．通过胶体的丁达尔实验，了解胶体与溶液的简单鉴别方法，掌握胶体的典型特征。
3．掌握常见胶体的制备方法，结合生活应用了解胶体的性质。
二、在高中化学教材体系中的地位
从课程模块层面看，分散系、胶体位于必修课程内容，是普通高中学生发展的共同基础；本专题是学生从学科内容方面认识化学科学的起始专题，是连接义务教育阶段化学与高中化学的纽带和桥梁。在引导学生有效地进行高中阶段的化学学习方面起到承前启后的作用。
溶液和浊液这两种混合物在初中也学习过，但是没有从分散系的角度对混合物进行分类。因此，通过本课时的学习，可以对液态分散系的分类、胶体及其主要性质有更加系统的认识。
三、思维导图
四、课时安排建议
第2讲 分散系 胶体(1课时)
第2讲 分散系 胶体(1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：分散系的分类标准？
[例题1] 有三瓶试剂，分别为氯化钠溶液、淀粉溶液、泥水，观察它们的特点。
(1)三瓶试剂的共同点_____________________________________________________。
(2)如何区分氯化钠溶液和淀粉溶液_________________________________________。
[归纳总结]
(一)分散系的分类
胶体区别于其他分散质的本质特征是_________________________________。
(二)三种分散系的差异
溶液 胶体 浊液
分散质粒子直径大小 ______ ______ ______
分散质粒子 单个小分子或离子 高分子或多分子集合体 巨大数目分子集合体
外观 均一、透明 均一 不均一、不透明
能否透过滤纸 ______ ______ ______
能否透过半透膜 ______ ______ ______
举例 ______ ______ 泥水
问题2：胶体的典型特征？
1．丁达尔效应
由于胶体粒子对光的散射，当光束通过胶体时，在垂直于光线的方向可以看到一条光亮的通路，该现象称为___________________。利用丁达尔效应可以区分______和______。
2．吸附性
氢氧化铁胶体的胶粒具有_____，能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降，因此常用于_____。
[练习1] 胶体区别于其他分散系的本质特征是什么？举例说明胶体的应用。
(练习1出处：新教材必修第一册专题1第三单元书后练习22页第8题。推荐理由：及时巩固胶体的特点，体现出化学学科在生活应用中的重要性，体现“科学精神”和“社会责任”这一素养。)
活动二：重难点突破
问题3：制备氢氧化铁胶体的方法？
典例简析
[典型题例] 某同学制备氢氧化铁胶体，具体操作如下：首先在烧杯中加入25mL蒸馏水，用酒精灯加热至沸腾，然后向烧杯中逐滴滴加6滴FeCl3饱和溶液，并继续煮沸至液体呈透明的红褐色，即得Fe(OH)3胶体。(1)写出该反应方程式；(2)如何证明该同学成功制得胶体；(3)若该同学在滴加FeCl3饱和溶液的同时用玻璃棒不断搅拌，结果没有得到胶体，为什么？
(典型题例出处：专题突破。推荐理由：本题考查氢氧化铁胶体的制备方法，合理规范的操作是解答本题的关键，培养了学生灵活应用所学知识的能力)
[解析] (1)该反应是利用FeCl3饱和溶液制取Fe(OH)3胶体，化学方程式为FeCl3+3H2O=Fe(OH)3胶体+3HCl。
(2)利用胶体的丁达尔效应，用一束可见光通过所得分散系，在入射光侧面若能看到光亮的通路，则证明已成功制得胶体。
(3)搅拌可加快胶体粒子的运动速率，增加了胶体粒子之间的碰撞机会，使胶体发生聚沉。
[答案] (1) FeCl3+3H2O=Fe(OH)3胶体+3HCl。
(2)利用胶体的丁达尔效应，用一束可见光通过所得分散系，在入射光侧面若能看到光亮的通路，则证明已成功制得胶体。
(3)搅拌会使胶体产生聚沉。
[小结] 氢氧化铁胶体的制备方法为：向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，所得的液体为Fe(OH)3胶体。
[练习2] 少量饱和FeCl3溶液分别滴入下列物质中，得到三种分散系，完成相关问题。
甲：饱和FeCl3溶液滴入冷水中；
乙：饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中；
丙：饱和FeCl3溶液滴入沸水中。
(1)将丙继续加热煮沸得到红褐色透明液体，反应的化学方程式为___________________。
(2)用最简单的方法判断丙中是否成功制备胶体，请写出相关的操作、现象和结论：_______________________________________________________________________________。
(3)向经过检验后的丙中逐滴加入稀盐酸，会出现一系列变化。
①先出现和乙中相同的现象，原因为____________________________________________。
②随后发生变化得到和甲相同的溶液，此反应的离子方程式为______________________。
(4)
可用如图所示的装置除去Fe(OH)3胶体中的杂质离子来提纯Fe(OH)3胶体，实验过程中需不断更换烧杯中的蒸馏水。更换蒸馏水若干次后，取少量烧杯中的液体，向其中加入AgNO3溶液，若________(填实验现象)，则说明该Fe(OH)3胶体中的杂质离子已经完全除去。
[例题2] 明矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂。为了探究明矾的净水原理，同学们进行了如下实验探究：
【提出问题】明矾为什么能够净水？
【查阅资料】材料一：净水原理是，净水剂具有较大表面积或者净水剂粒子与水反应生成表面积较大的物质，把水中的细小漂浮颗粒吸附到表面，使其密度加大并下沉。
材料二：明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水溶液中可以电离出K+、Al3+、SO42-。
【提出猜想】猜想1：K+能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想2：Al3+能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想3：SO42-能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想4：K+、Al3+、SO42-均能与水反应产生表面积较大的物质。
【完成实验】实验水样(稍浑浊)
序号体积(mL) 实验操作 实验现象
① 20 向水样中加入KCl溶液 5分钟仍浑浊
② 20 向水样中加入Na2SO4溶液 5分钟仍浑浊
③ 20 向水样中加入Al2(SO4)3溶液 5分钟变澄清
④ 20 向水样中加入AlCl3溶液 5分钟变澄清
【得出结论】实验________证明SO42-无净水作用，实验________证明K+无净水作用；
猜想________成立。
【交流反思】(1)甲同学认为实验①和④是多余的，你________(填“支持”或“不支持”)她的观点，理由是_________________________________________________。
(2)________(填“能”或“不能”)把实验③省去。
(3)乙同学联想到自来水的生产过程中会用到活性炭去除水中异味，他认为活性炭的作用原理与明矾相同，你同意他的观点吗？
________(填“同意”或“不同意”)，理由是________________________________。
(例题2出处：单元练习。推荐理由：体现胶体的吸附性，是对前面内容的补充。弥补客观现实中课堂思维活动多、课堂实验少的缺陷，在对照实验中验证假设，体现了“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。)
问题4：根据分散系在物质分类中的关系，完成思维导图。
活动三：巩固提升
1．下列有关说法正确的是
A．根据分散质微粒直径的大小，将分散系分为溶液、浊液和胶体
B．向NaOH溶液中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3胶体
C．将Fe(OH)3胶体和泥水分别过滤，发现均不能通过滤纸孔隙
D．用光束分别照射稀豆浆、FeCl3溶液都可以观察到丁达尔现象
2．有人设想将碳酸钙通过特殊的加工方法使之变为纳米碳酸钙(即碳酸钙粒子直径达到纳米级)，这将引起建筑材料的性能发生巨大变化。下列关于纳米碳酸钙的推测正确的是
A．纳米碳酸钙是与胶体相似的分散系
B．纳米碳酸钙分散到水中所得分散系可能会产生丁达尔效应
C．纳米碳酸钙的化学性质与碳酸钙完全不同
D．纳米碳酸钙粒子不能透过滤纸
3．磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性。
制备时将含等量FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合，再滴入稍过量的NaOH溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的、分散质粒子的直径在5.5～36 nm之间的磁流体。下列说法中正确的是
A．所得的分散系属于悬浊液
B．该分散系能产生丁达尔效应
C．所得的分散系中分散质为Fe2O3
D．所得分散系为胶体，且胶粒直径即为氢氧化铁分子直径
[参考答案]
1．A
解析：B项，向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液，加热至液体呈红褐色，才可制得Fe(OH)3胶体；C项，泥水是浊液，分散质微粒不能透过滤纸和半透膜，胶体中的分散质微粒能透过滤纸但不能透过半透膜；D项，稀豆浆是胶体，能发生丁达尔现象，而FeCl3溶液属于溶液，不能发生丁达尔现象。
2．B
解析：A项，分散系都是混合物，纳米碳酸钙是纯净物，纳米碳酸钙不是分散系；C项：其化学性质与碳酸钙相同；D项：粒子直径小于100 nm的纳米碳酸钙粒子能透过滤纸。
3．B
解析：A项，分散质粒子直径在5.5～36 nm之间，所得分散系为胶体，不是悬浊液；C项，分散质应是黑色的，而Fe2O3是红棕色的；D项，该胶体分散质是黑色的，氢氧化铁胶体为红褐色，而且胶粒是很多分子的集合体，不是一个分子。
二、教学建议
1．胶体是物质的一种存在形式，是一种混合体系，它研究的不是某种物质特有的性质，而是由于物质的聚集状态不同而表现的性质。复习课要做好归纳、分析、对比，在原有基础上进一步提高。
2．胶体与我们的生活密切相关，很多生活中的现象是可以通过胶体的知识解释的。因此在课堂上要充分调动学生的积极性及想象力，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的认知主体作用，达到学习新知识的目的。
3．依据课标，凭借教材，适当拓展，在做题中总结思考避免题海战术。
三、情境素材
1.卤水点豆腐
卤水也叫盐卤，味苦。是由海水或盐湖水制盐后，残留于盐池内的母液。晒盐后，氯化钠绝大部分成为晶体，而水中的氯化镁、氯化钙等由于溶解度较大仍存在于水中，所以通常卤水中含有氯化镁、硫酸钙、氯化钙及少量氯化钠。
盐卤或石膏进入豆浆后，形成的阳离子或阴离子会中和胶体粒子所带的电荷，使胶体逐渐聚集成较大颗粒从水中聚沉，化学上称为胶体的凝聚。分散的蛋白质聚沉到一起，就形成了我们说的豆腐脑(豆花)；豆腐脑再挤出水分，就是豆腐。豆腐、豆腐脑就是凝聚的豆类蛋白质。
市场上还有一种嫩豆腐——日本豆腐特别受欢迎，据说最早来自日本，这种豆腐使用的凝固剂是葡萄糖酸内酯。这种凝固剂水解和释放正电荷(氢离子)的过程很缓慢，豆浆凝固的不好，所以，做好的豆腐口感特别滑腻。
2.明矾净水
自然界中的天然水由于含有许多可溶性和不溶性杂质，常呈现浑浊状态，不能直接饮用。用明矾可以除去悬浮在水中的不溶性杂质，这是自来水厂净水流程中不可缺少的基本环节，也是为广大农民朋友经常使用的一种净水方法。
明矾的化学名称是十二水合硫酸铝钾，分子式：KAl(SO4)2·12H2O，在水中可以电离出两种金属离子：K+和Al3+，而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝：Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+。科学家经过研究，发现泥沙胶体粒子带的是负电荷，由于每一个泥沙胶粒带的电荷都是一样的。当两个胶粒彼此靠近时，静电斥力总是使它们分开，它们没有机会结成较大的粒子沉淀下来。相反氢氧化铝胶粒带正电，它一碰到负电的泥沙胶粒，彼此就中和了。失去了电荷的胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于沉入水底。这样，水就变得清澈干净了。
氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。但是有些地方由于水中含铁量过高,当加入明矾时,会因为水中悬浮的微粒聚集成更大的颗粒在视觉上给人以变黄的感觉；同时水中的铁元素与明矾电离产生的酸根离子结合也会生成黄色的铁盐。所以我们往往会看到加明矾后水反而变黄。造成水中含铁量过高的主要原因是输水管道使用镀锌钢管。管道里面很容易结垢生锈，当停水或者水压比较大的时候，会造成管道里的水流动很大，非常容易产生黄水，从而导致水管流出“铁锈水”。为了避免产生铁锈水，目前使用较多的输水管道为PVC塑料管材。
2

展开更多......

收起↑