内容正文:
第1章 化学研究的天地 1.1 物质的分类(第2课时·分散系与胶体)
沪教版(2020)高中化学必修第一册 学案(学生版·挖空自测)
使用说明:挖空处均为上海合格考、等级考高频考点,请先独立完成,再对照教师版订正。
一、教学设计说明
1.教材与学情分析
本课时承接第1课时物质的分类方法,学习教材1.1中“分散系”部分(教材p9—13)。学生在初中已接触溶液、悬浊液、乳浊液,知道溶液均一稳定,但未从“分散质粒子大小”这一本质角度建立分散系体系。本节以分散质粒子直径为主线,把溶液、胶体、浊液统一到“分散系”框架下,重点学习胶体的丁达尔现象及电泳、聚沉等性质,其中“Fe(OH)₃胶体的制备与丁达尔现象”是上海合格考实验题高频素材,“胶体与溶液的本质区别”是概念判断高频考点。教材“资料库”中半透膜与渗析内容为等级考拓展储备。
2.课时安排
课时
学习内容
核心考点
第2课时
分散系与胶体
分散系概念与分类依据;溶液、胶体、浊液的本质区别;丁达尔现象;Fe(OH)₃胶体制备;电泳、聚沉、渗析(⭐合格考高频)
3.教学目标(化学学科核心素养)
(1)宏观辨识与微观探析:能从分散质粒子直径大小的角度认识溶液、胶体、浊液的本质区别,能用丁达尔现象鉴别胶体;
(2)证据推理与模型认知:通过Fe(OH)₃胶体制备与对照实验,建立“粒子大小决定分散系性质”的认知模型;
(3)科学探究与创新意识:经历激光笔照射三类分散系的对照实验,学会观察、记录与归纳实验现象;
(4)科学态度与社会联系:能解释豆腐制作、江河三角洲形成、树林光束等生活现象,体会化学与生活的联系。
4.教学重点与难点
重点:分散系的分类依据(分散质粒子直径);胶体的丁达尔现象及鉴别应用;Fe(OH)₃胶体的制备。
难点:胶体稳定存在的原因(同种电荷相互排斥);电泳与聚沉的原理区分;渗析(半透膜)的应用。
5.教学方法与课前准备
教学方法:实验探究法、对比归纳法、问题驱动法。课前准备:饱和FeCl₃溶液、蒸馏水、烧杯、激光笔(红光)、FeCl₃稀溶液、NaOH溶液、半透膜(肠衣/玻璃纸)演示或视频。
第2课时 分散系与胶体
【学习目标】
1.知道分散系、分散质、分散剂的概念,能按分散质粒子直径大小将分散系分为溶液、胶体、浊液;2.掌握Fe(OH)₃胶体的制备方法,会用丁达尔现象鉴别胶体和溶液;3.了解胶体稳定存在的原因及电泳、聚沉、渗析三种性质与应用。
【情境导入】
清晨的树林中,一缕缕光束穿过枝叶(教材图1.9);夜晚舞台上的激光束清晰可见。光束为什么会在空气中“显形”?再如,一杯FeCl₃稀溶液和一杯红褐色的Fe(OH)₃胶体,肉眼都能透过它们看到对面的物体,但用激光笔照射时现象却完全不同。这一切都与其中的________有关——这就是本节要学习的分散系知识。
【知识梳理】
1.分散系(⭐概念高频)
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中得到的混合体系叫做________,其中分散成粒子的物质叫做________,粒子分散在其中的物质叫做________。例如:NaCl溶于水所得的食盐水是分散系,NaCl是________,水是________。
按________,可将分散系分为三类:溶液(粒子直径________)、胶体(粒子直径在________之间)、浊液(粒子直径________)。三类分散系的分散剂都可以是水,也可以是其他物质(如雾的分散剂是空气)。
⚠️高频陷阱:①分散系一定是________,“水”“冰水混合物”都不是分散系;②溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的________,而不是外观、颜色或是否透明;③胶体是分散系的一种,其分散质粒子是“许多分子的集合体”或“大分子”,胶体仍是________。
2.三类分散系的比较(⭐⭐本节核心考点)
分散系
分散质粒子直径
主要特征
能否透过滤纸
实例
溶液
______
均一、稳定、透明
能
食盐水、FeCl₃稀溶液
胶体
______
较均一、较稳定,有丁达尔现象
______
Fe(OH)₃胶体、豆浆、雾
浊液
______
不均一、不稳定,静置分层或沉降
不能
泥水(悬浊液)、牛奶(乳浊液)
上述比较说明:胶体虽然粒子比溶液大,但仍能通过滤纸;能把胶体粒子与溶液中的小分子、离子分开的,是孔隙更小的________(教材“资料库”:常见半透膜有肠衣、膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等)。这种用半透膜把胶体粒子与离子、小分子分开的提纯方法叫做________。
⭐上海考试常考表述:胶体能透过滤纸、不能透过半透膜;溶液既能透过滤纸又能透过半透膜;浊液既不能透过滤纸也不能透过半透膜。三个“能否透过”要成对记忆。
3.Fe(OH)₃胶体的制备(⭐⭐实验高频)
实验操作(教材“实验探究”):取一只烧杯,加入约50 mL________,加热至________。将3 mL________分多次缓慢加入,用玻璃棒轻轻搅拌,继续加热至液体刚好变成________,停止加热,即得Fe(OH)₃胶体。
化学方程式:FeCl₃+3H₂O ________ Fe(OH)₃(胶体)+3HCl。
⚠️上海考试经典陷阱:①不能用________代替“滴入沸水中”,否则生成Fe(OH)₃________而不是胶体;②不能用自来水(含电解质会使胶体________);③红褐色出现即停止加热,久煮会使胶体聚沉;④写方程式时注明“(胶体)”,且不写↓符号。对照实验:向FeCl₃稀溶液中滴加NaOH溶液,得到的是红褐色________,无丁达尔现象——这是教材实验探究的核心对照。
4.丁达尔现象(⭐⭐鉴别考点)
当光束通过胶体时,从侧面可以观察到一条明亮的________,这种现象叫做丁达尔现象。其成因:胶体粒子的直径在1~100 nm之间,________可见光的波长,光照射时发生________,每颗胶体粒子就像一个光源;溶液中分散质粒子直径小于1 nm,散射作用极其微弱,观察不到光路。
丁达尔现象是________区别于溶液的________的鉴别方法。日常实例(教材图1.9):树林中的光束、阳光通过窗隙射入暗室形成的光柱——这是因为空气中的尘埃、小液滴形成了________。
图1.8 Fe(OH)₃胶体的丁达尔现象(教材p12)
图1.9 日常生活中的丁达尔现象(教材p12)
想一想:为什么雾是胶体而灰尘飞扬不是?雾的分散质粒子直径在________之间,属于气溶胶;扬尘的颗粒直径大于________,属于悬浊体系(浊液类)。
5.胶体的电泳与聚沉(⭐等级考)
胶体粒子具有很大的________,能选择吸附带________的微粒,因此同种胶体粒子带同种电荷、彼此相互________,一般情况下不易聚集,这就是胶体能比较稳定存在的原因。
电泳:在外加________作用下,带电的胶体粒子向与其电性________的电极移动的现象。电泳现象证明胶体粒子________。
图1.10 Fe(OH)₃胶体的电泳现象(教材p13)
聚沉:胶体粒子遇到带相反电荷的离子或其他胶体粒子时,电荷被________,粒子聚集变大,在重力作用下形成________析出。引起聚沉的方法:①加入________(如石膏、盐卤使豆浆聚沉为豆腐);②加入带________的其他胶体;③________、搅拌。江河入海口形成三角洲,就是土壤胶体遇到海水中的盐分(电解质)发生________的结果。
性质
条件
原理
实例
电泳
外加直流电场
胶体粒子______,向异性电极移动
Fe(OH)₃胶体电泳
聚沉
加电解质/相反电荷胶体/加热
电荷______,粒子聚集沉降
豆腐、三角洲
渗析
半透膜
离子、小分子能透过,胶体粒子______
精制胶体
归纳:胶体的三种性质中,________证明胶体粒子带电;________利用电荷中和;________利用粒子大小差异提纯胶体。三种性质的应用场合不同,切勿混为一谈。
【问题探究】
1.胶体和溶液的本质区别是什么?能否用“是否透明”“是否有颜色”来区分?________
2.为什么胶体能透过滤纸却不能透过半透膜?________
3.豆浆中加入石膏为什么能变成豆腐?从胶体角度看这是哪类变化?________
4.Fe(OH)₃胶体中混有少量FeCl₃和HCl,如何提纯?________
5.(拓展)同一支激光笔照射FeCl₃稀溶液和Fe(OH)₃胶体,现象有何不同?为什么?________
【考点训练】
1.“云、雾、烟”均为气溶胶。下列关于雾的说法正确的是____。 ______________________________________________
2.溶液、胶体和浊液的本质区别是____。 ________________________________________
3.用饱和FeCl₃溶液制备Fe(OH)₃胶体的正确操作是:将饱和FeCl₃溶液滴入________中,继续加热至液体呈________即停止加热;反应的化学方程式为____________________________________________。
4.鉴别Fe(OH)₃胶体与FeCl₃稀溶液最简便的方法是______________________________;若要将该胶体中混有的FeCl₃、HCl除去,应采用的方法是________________。
5.下列事实与胶体性质无关的是____。 __________________________________________________
本节综合检测(上海合格考/等级考题型)
1.下列分散系中,分散质粒子直径在1~100 nm之间的是____。 ____________________________________________
2.下列关于胶体的叙述正确的是____。 __________________________________________________
3.现有①食盐水 ②Fe(OH)₃胶体 ③泥水三种分散系:(1)能用红光激光笔鉴别的是______(填序号),现象为______________;(2)静置后会沉降的是______;(3)能透过滤纸的是______;(4)能透过半透膜的是______。
4.(等级考·实验)制备Fe(OH)₃胶体时,某同学向沸水中滴加饱和FeCl₃溶液后继续加热,液体出现红褐色浑浊,最终得到红褐色沉淀。请指出操作中的错误并说明原因:________若他改用向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液,得到的产物是____________________,判断依据是该体系________。
5.(等级考·生活情境)解释下列现象(从分散系角度):(1)制豆腐:______________________________;(2)三角洲形成:____________________________;(3)用渗析法精制胶体:________________________________。
【课后作业】
1.默写三类分散系的比较表(粒子直径、特征、能否透过滤纸/半透膜);2.默写Fe(OH)₃胶体的制备操作与化学方程式;3.整理错题:丁达尔现象的成因(散射)、电泳与聚沉的区别、渗析的应用。
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第1章 化学研究的天地 1.1 物质的分类(第2课时·分散系与胶体)
沪教版(2020)高中化学必修第一册 教案与学案(教师版·答案以红字标注)
说明:挖空处答案已用红色加粗标出;绿色底纹段落为各题参考答案。
一、教学设计说明
1.教材与学情分析
本课时承接第1课时物质的分类方法,学习教材1.1中“分散系”部分(教材p9—13)。学生在初中已接触溶液、悬浊液、乳浊液,知道溶液均一稳定,但未从“分散质粒子大小”这一本质角度建立分散系体系。本节以分散质粒子直径为主线,把溶液、胶体、浊液统一到“分散系”框架下,重点学习胶体的丁达尔现象及电泳、聚沉等性质,其中“Fe(OH)₃胶体的制备与丁达尔现象”是上海合格考实验题高频素材,“胶体与溶液的本质区别”是概念判断高频考点。教材“资料库”中半透膜与渗析内容为等级考拓展储备。
2.课时安排
课时
学习内容
核心考点
第2课时
分散系与胶体
分散系概念与分类依据;溶液、胶体、浊液的本质区别;丁达尔现象;Fe(OH)₃胶体制备;电泳、聚沉、渗析(⭐合格考高频)
3.教学目标(化学学科核心素养)
(1)宏观辨识与微观探析:能从分散质粒子直径大小的角度认识溶液、胶体、浊液的本质区别,能用丁达尔现象鉴别胶体;
(2)证据推理与模型认知:通过Fe(OH)₃胶体制备与对照实验,建立“粒子大小决定分散系性质”的认知模型;
(3)科学探究与创新意识:经历激光笔照射三类分散系的对照实验,学会观察、记录与归纳实验现象;
(4)科学态度与社会联系:能解释豆腐制作、江河三角洲形成、树林光束等生活现象,体会化学与生活的联系。
4.教学重点与难点
重点:分散系的分类依据(分散质粒子直径);胶体的丁达尔现象及鉴别应用;Fe(OH)₃胶体的制备。
难点:胶体稳定存在的原因(同种电荷相互排斥);电泳与聚沉的原理区分;渗析(半透膜)的应用。
5.教学方法与课前准备
教学方法:实验探究法、对比归纳法、问题驱动法。课前准备:饱和FeCl₃溶液、蒸馏水、烧杯、激光笔(红光)、FeCl₃稀溶液、NaOH溶液、半透膜(肠衣/玻璃纸)演示或视频。
第2课时 分散系与胶体
【学习目标】
1.知道分散系、分散质、分散剂的概念,能按分散质粒子直径大小将分散系分为溶液、胶体、浊液;2.掌握Fe(OH)₃胶体的制备方法,会用丁达尔现象鉴别胶体和溶液;3.了解胶体稳定存在的原因及电泳、聚沉、渗析三种性质与应用。
【情境导入】
清晨的树林中,一缕缕光束穿过枝叶(教材图1.9);夜晚舞台上的激光束清晰可见。光束为什么会在空气中“显形”?再如,一杯FeCl₃稀溶液和一杯红褐色的Fe(OH)₃胶体,肉眼都能透过它们看到对面的物体,但用激光笔照射时现象却完全不同。这一切都与其中的微粒大小有关——这就是本节要学习的分散系知识。
【知识梳理】
1.分散系(⭐概念高频)
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中得到的混合体系叫做分散系,其中分散成粒子的物质叫做分散质,粒子分散在其中的物质叫做分散剂。例如:NaCl溶于水所得的食盐水是分散系,NaCl是分散质,水是分散剂。
按分散质粒子直径大小,可将分散系分为三类:溶液(粒子直径小于1 nm)、胶体(粒子直径在1~100 nm之间)、浊液(粒子直径大于100 nm)。三类分散系的分散剂都可以是水,也可以是其他物质(如雾的分散剂是空气)。
⚠️高频陷阱:①分散系一定是混合物,“水”“冰水混合物”都不是分散系;②溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小,而不是外观、颜色或是否透明;③胶体是分散系的一种,其分散质粒子是“许多分子的集合体”或“大分子”,胶体仍是混合物。
2.三类分散系的比较(⭐⭐本节核心考点)
分散系
分散质粒子直径
主要特征
能否透过滤纸
实例
溶液
<1 nm
均一、稳定、透明
能
食盐水、FeCl₃稀溶液
胶体
1~100 nm
较均一、较稳定,有丁达尔现象
能
Fe(OH)₃胶体、豆浆、雾
浊液
>100 nm
不均一、不稳定,静置分层或沉降
不能
泥水(悬浊液)、牛奶(乳浊液)
上述比较说明:胶体虽然粒子比溶液大,但仍能通过滤纸;能把胶体粒子与溶液中的小分子、离子分开的,是孔隙更小的半透膜(教材“资料库”:常见半透膜有肠衣、膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等)。这种用半透膜把胶体粒子与离子、小分子分开的提纯方法叫做渗析。
⭐上海考试常考表述:胶体能透过滤纸、不能透过半透膜;溶液既能透过滤纸又能透过半透膜;浊液既不能透过滤纸也不能透过半透膜。三个“能否透过”要成对记忆。
3.Fe(OH)₃胶体的制备(⭐⭐实验高频)
实验操作(教材“实验探究”):取一只烧杯,加入约50 mL蒸馏水,加热至沸腾。将3 mL饱和FeCl₃溶液分多次缓慢加入,用玻璃棒轻轻搅拌,继续加热至液体刚好变成红褐色,停止加热,即得Fe(OH)₃胶体。
化学方程式:FeCl₃+3H₂O Fe(OH)₃(胶体)+3HCl。
⚠️上海考试经典陷阱:①不能用NaOH溶液或氨水代替“滴入沸水中”,否则生成Fe(OH)₃沉淀(悬浊液)而不是胶体;②不能用自来水(含电解质会使胶体聚沉);③红褐色出现即停止加热,久煮会使胶体聚沉;④写方程式时注明“(胶体)”,且不写↓符号。对照实验:向FeCl₃稀溶液中滴加NaOH溶液,得到的是红褐色沉淀(悬浊液),无丁达尔现象——这是教材实验探究的核心对照。
4.丁达尔现象(⭐⭐鉴别考点)
当光束通过胶体时,从侧面可以观察到一条明亮的光路,这种现象叫做丁达尔现象。其成因:胶体粒子的直径在1~100 nm之间,小于可见光的波长,光照射时发生散射,每颗胶体粒子就像一个光源;溶液中分散质粒子直径小于1 nm,散射作用极其微弱,观察不到光路。
丁达尔现象是胶体区别于溶液的最简便、最常用的鉴别方法。日常实例(教材图1.9):树林中的光束、阳光通过窗隙射入暗室形成的光柱——这是因为空气中的尘埃、小液滴形成了云、雾、烟等气溶胶。
图1.8 Fe(OH)₃胶体的丁达尔现象(教材p12)
图1.9 日常生活中的丁达尔现象(教材p12)
想一想:为什么雾是胶体而灰尘飞扬不是?雾的分散质粒子直径在1~100 nm之间,属于气溶胶;扬尘的颗粒直径大于100 nm,属于悬浊体系(浊液类)。
5.胶体的电泳与聚沉(⭐等级考)
胶体粒子具有很大的比表面积,能选择吸附带同种电荷的微粒,因此同种胶体粒子带同种电荷、彼此相互排斥,一般情况下不易聚集,这就是胶体能比较稳定存在的原因。
电泳:在外加直流电场作用下,带电的胶体粒子向与其电性相反的电极移动的现象。电泳现象证明胶体粒子带电。
图1.10 Fe(OH)₃胶体的电泳现象(教材p13)
聚沉:胶体粒子遇到带相反电荷的离子或其他胶体粒子时,电荷被中和,粒子聚集变大,在重力作用下形成沉淀析出。引起聚沉的方法:①加入电解质溶液(如石膏、盐卤使豆浆聚沉为豆腐);②加入带相反电荷的其他胶体;③加热、搅拌。江河入海口形成三角洲,就是土壤胶体遇到海水中的盐分(电解质)发生聚沉的结果。
性质
条件
原理
实例
电泳
外加直流电场
胶体粒子带电,向异性电极移动
Fe(OH)₃胶体电泳
聚沉
加电解质/相反电荷胶体/加热
电荷中和,粒子聚集沉降
豆腐、三角洲
渗析
半透膜
离子、小分子能透过,胶体粒子不能
精制胶体
归纳:胶体的三种性质中,电泳证明胶体粒子带电;聚沉利用电荷中和;渗析利用粒子大小差异提纯胶体。三种性质的应用场合不同,切勿混为一谈。
【问题探究】
1.胶体和溶液的本质区别是什么?能否用“是否透明”“是否有颜色”来区分?本质区别是分散质粒子直径大小(1~100 nm与<1 nm);不能,两者都可以透明无色,鉴别用丁达尔现象。
2.为什么胶体能透过滤纸却不能透过半透膜?滤纸孔隙大于胶体粒子,胶体粒子可透过;半透膜孔隙小于胶体粒子,只有离子、小分子能透过——这正是渗析提纯胶体的原理。
3.豆浆中加入石膏为什么能变成豆腐?从胶体角度看这是哪类变化?石膏是电解质,其中的离子中和蛋白质胶体粒子所带电荷,使其聚沉;属于胶体的聚沉(物理化学变化,非化学反应写方程式意义上的复分解)。
4.Fe(OH)₃胶体中混有少量FeCl₃和HCl,如何提纯?用渗析:将胶体装入半透膜袋并浸入蒸馏水中,Fe³⁺、Cl⁻、H⁺等小离子透过半透膜进入水中,Fe(OH)₃胶体粒子不能透过,多次换水即可提纯。
5.(拓展)同一支激光笔照射FeCl₃稀溶液和Fe(OH)₃胶体,现象有何不同?为什么?溶液无光路(粒子直径<1 nm,散射极弱);胶体有一条明亮光路(粒子发生散射)。
【考点训练】
1.“云、雾、烟”均为气溶胶。下列关于雾的说法正确的是C。 A.雾是纯净物 B.雾的分散质粒子直径<1 nm C.雾能产生丁达尔现象 D.雾属于悬浊液
2.溶液、胶体和浊液的本质区别是B。 A.是否均一稳定 B.分散质粒子直径大小 C.是否透明 D.能否透过滤纸
3.用饱和FeCl₃溶液制备Fe(OH)₃胶体的正确操作是:将饱和FeCl₃溶液滴入沸水中,继续加热至液体呈红褐色即停止加热;反应的化学方程式为FeCl₃+3H₂O=Δ Fe(OH)₃(胶体)+3HCl。
4.鉴别Fe(OH)₃胶体与FeCl₃稀溶液最简便的方法是用红光激光笔照射,有明亮光路的是胶体;若要将该胶体中混有的FeCl₃、HCl除去,应采用的方法是渗析(半透膜)。
5.下列事实与胶体性质无关的是D。 A.豆浆中加入盐卤制成豆腐 B.江河入海口形成三角洲 C.树林中看到一缕缕光束 D.NaCl溶于水形成溶液
本节综合检测(上海合格考/等级考题型)
1.下列分散系中,分散质粒子直径在1~100 nm之间的是B。
A.食盐水 B.Fe(OH)₃胶体 C.泥水 D.冰水混合物
2.下列关于胶体的叙述正确的是C。
A.胶体粒子不能透过滤纸 B.胶体是纯净物 C.胶体粒子带同种电荷,这是胶体稳定存在的原因 D.胶体都能发光
3.现有①食盐水 ②Fe(OH)₃胶体 ③泥水三种分散系:(1)能用红光激光笔鉴别的是②(填序号),现象为有一条明亮的光路;(2)静置后会沉降的是③;(3)能透过滤纸的是①②;(4)能透过半透膜的是①。
4.(等级考·实验)制备Fe(OH)₃胶体时,某同学向沸水中滴加饱和FeCl₃溶液后继续加热,液体出现红褐色浑浊,最终得到红褐色沉淀。请指出操作中的错误并说明原因:继续加热时间过长,胶体发生聚沉变为沉淀;应“刚出现红褐色即停止加热”。若他改用向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液,得到的产物是Fe(OH)₃沉淀(悬浊液),判断依据是该体系无丁达尔现象(或静置沉降)。
5.(等级考·生活情境)解释下列现象(从分散系角度):(1)制豆腐:豆浆(蛋白质胶体)中加入石膏(电解质)发生聚沉;(2)三角洲形成:土壤胶体遇海水中盐分(电解质)聚沉;(3)用渗析法精制胶体:离子、小分子透过半透膜,胶体粒子不能透过。
【课后作业】
1.默写三类分散系的比较表(粒子直径、特征、能否透过滤纸/半透膜);2.默写Fe(OH)₃胶体的制备操作与化学方程式;3.整理错题:丁达尔现象的成因(散射)、电泳与聚沉的区别、渗析的应用。
学科网(北京)股份有限公司
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