胶体的制备和性质教学设计 [“胶体”教学设计]

  文章编号:1005-6629(2007)05-0045-03中图分类号:G633.8 文献标识码:B      1 教学内容      [人教版]高中化学第三册(必修加选修)第二单元第一节《胶体》。
  
  2教材分析
  
  胶体知识的学习与学生以前所学化学知识有所不同,它研究的不是某种物质所特有的性质,而是物质的凝集状态表现的共同性质,所以教学要紧扣分散质粒子的大小,让学生理解三种分散系的区别,从而掌握胶体、渗析等知识。
  [教学目标]
  1 知识与技能
  (1)理解胶体及分散系的概念;
  (2)理解胶体与其它分散系的区别;
  (3)初步学会利用丁达尔效应来鉴别胶体和溶液。
  2过程与方法
  (1)认识到渗析是提纯、精制胶体的方法;
  (2)认识制备Fe(OH)3胶体的方法。
  3情感态度与价值观
  通过本主题的学习,使学生感悟到胶体知识与生活、科技和社会密切相关,化学广泛地影响着现代人类社会的生活,增加对化学学科的认同感。
  [教学设备与实验用品]
  教学设备:实物投影仪、电脑、电筒等。
  实验用品:饱和FeCl3溶液、NaCl溶液、淀粉胶体(0.01mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L)、AgNO3溶液(0.01mol/L、0.1mol/L、5mol/L)、KI溶液、碘水、蒸馏水、烧杯、试管、铁架台等。
  [教学重点和难点]
  重点:(1)分散质粒子大小的比较;(2)渗析。
  难点:如何利用探究方法来破解上述重点。
  [教学模式]
  “引导―探究”模式
  [教学流程]
  
  [教学详案]
  师:这里有三幅图,大家看一下,分别表示什么物质?
  
  (学生表示回答不出。)
  师:第一幅是1毫米人手部的皮肤;第二幅是白细胞,它的直径是1微米;第三幅是DNA分子,现在我们观察的尺度是1纳米。第三幅图给我们的启示是:随着我们认识尺度的不同,我们周围的这个物质世界会呈现出精彩纷呈的一面。
  师:在这里遇到了一系列空间尺度单位。有谁知道毫米、微米、纳米与米的换算关系?
  生:1mm=10-3m、1μm=10-6m、1nm=10-9m。
  师:在这3种单位中,现在哪个单位最“时髦”,引领科技发展潮流。
  生(同声回答):是纳米。
  师:什么是纳米级呢?一般把尺度在1nm~100nm范围的称为纳米级。20世纪80―90年代后,人们发现当物质颗粒尺寸小到纳米级时,物质的许多性能发生质变,呈现出许多既不同于宏观物体,也不同于单个孤立原子的奇异现象。我想请同学们谈谈,你有没有遇到过纳米材料,或者谈谈你所知道的有关纳米材料的知识。
  (学生讲述他们所了解的有关纳米技术的知识。)
  师:讲得很好。我也来讲一例,我们知道汽车挡风玻璃很容易脏,而且一下雨形成水幕妨碍驾驶员观察,有家德国公司生产的一种纳米涂料,据说涂了这种纳米涂料后,玻璃有自洁净功能,而且雨水落到玻璃上,会形成水珠四处滚落,就象荷叶上的水珠一样,这样方便驾驶员观察,提高行驶安全。
  师:这里有则《文汇报》刊载的消息:从2004年1月至8月,我国科技工作者撰写的有关纳米的文章已是世界第一位,而与此同时,我国生产的大多数纳米产品的科技含量很低,有的甚至是假纳米产品。不管怎样,现在纳米材料、纳米科技已经渗透到我们生活的各个方面。
  师:既然纳米材料这么神奇,那么今天我们在教室里就制备出纳米级的颗粒,来观察它到底是何等神奇。
  (教师完成Fe(OH)3胶体制备的实验。)
  师:请同学来讲一下这个实验的现象。
  (学生描述实验现象。)
  师:生成的液体明显与原FeCl3溶液有区别,你猜测一下这个实验发生了什么化学反应。
  生:水解反应。
  师:请大家写一下这个反应的化学方程式。什么物质生成使液体呈红褐色?
  生:生成Fe(OH)3。
  师:有没有形成沉淀?
  生(异口同声回答):没有。
  师:生成均一、透明,比较稳定的液体。
  师:我请一个同学拿手电筒照一下这两种液体的试管,看到什么现象?
  (学生做实验――丁达尔现象,并描述现象。)
  师(一边演示动画一边描述):为什么会有这种奇异的光学性能,我告诉大家,刚才实验我们制备出的是纳米级的 Fe(OH)3 颗粒。产生这种现象的原因是,光照到溶液,溶质微粒较小,光透过溶质微粒;而照到悬浊液或乳浊液时,由于浊液中的颗粒或液滴比较大,光发生反射; 而照到纳米级的Fe(OH)3时,Fe(OH)3颗粒不大不小,光线发生散射现象,从而在液体中形成光亮的通路。溶液和浊液中光的散射都不是很强。刚才的动画只是对这种原理的模拟。我们把这种液体称为胶体。今天这节课的课题就是“胶体”。胶体和我们初中学过的溶液、浊液一样都是重要的分散系。
  师:胶体的种类很多,按照分散剂的不同,可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。
  师:大家思考一下划分溶液、胶体、浊液这三种分散系的依据是什么?请大家阅读书本,然后回答。
  生(阅读书本后):根据分散质粒子的大小来划分的,分散质粒子小于1nm的是溶液,大于100nm的是悬浊液或乳浊液,分散质粒子在1nm―100nm之间的叫做胶体。
  
  师: 刚才制备出的Fe(OH)3 胶体是由许Fe(OH)3分子聚集在一起形成分散质粒子,它们的大小在1nm―100nm之间,因此所形成的分散系是胶体。而有些物质的分子直径很大,达到了胶体粒子大小的限度,这种物质溶于水时也形成胶体,如淀粉胶体。
  师:下面请同学们设计出一种筛子,能将浊液、胶体和溶液这三种分散系中分散质粒子一一进行分离。
  (学生回答的筛子模型如右图。)
  师:筛子每过一层,分别会留下浊液、胶体、溶液的分散质粒子。
  师:这里有一烧杯泥水悬浊液,如何分离泥水中分散质和分散剂?
  生:用滤纸。
  师:很好,那如果在泥水中混有淀粉胶体和氯化钠溶液时,我们又该如何来分离呢?
  生:用滤纸试试看。
  (教师演示实验。)
  师:从滤出的液体我们可以看出泥水中分散质和分散剂已经分离了。有什么方法可以检验还有没有淀粉和氯化钠?
  生:用硝酸银溶液和碘水。
  (学生实验,在混合液中滴加硝酸银溶液和碘水。)
  师:这个实验的结论是什么?
  生:滤纸不能使胶体与溶液分离。
  师:所以滤纸只相当于刚才我们画的筛子中的大筛子。那么有没有一种筛子能使胶体的分散质与离子、小分子分开呢?这种筛子有的,叫做半透膜。日常生活中有许多半透膜,比如鸡蛋内膜、羊皮纸、动物肠衣、玻璃纸等是常见的半透膜,我们来看一段录像。
  (学生观看渗析实验的录像。)
  师:这种使离子或分子从胶体里分离出的操作叫做渗析。通过渗析可以净化、精制胶体。下面我们将悬浊液、乳浊液、胶体和溶液的性质做一个比较。
  师:根据今天我们所学,来讨论一个问题“AgNO3和KI溶液反应的产物是什么?”请大家按讲义要求实验,并认真填写下表。
  
  (实验完成后,师生共同分析现象,以及由此产生的原因。)
  师:这个实验的结论是什么?
  生:AgNO3和KI溶液浓度不同产物可以不同,如可生成AgI胶体、AgI沉淀。
  师:完整地讲,产物的凝聚状态不同。那么通过这个实验给我们怎样的启示?
  生:物质间的反应除与物质的本身性质有关外,还与浓度等外界条件有关。
  师:实验证明产物的聚集状态还与温度的高低有关。
  师:这个实验还能带给我们什么认识层面上的启示吗?
  生:事物的发展会从量变到质变。
  师:讲得很好。今天的学习说明了物质的性质还与物质的尺度密切相关。物质的尺度、层次不同,可能它们的性质会表现出很大的差异。

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