資源簡介

第一節 物質的分類及轉化
第1課時 物質的分類
教學目標
1．認識分類對化學研究的重要性，能根據物質的組成和性質對物質進行分類。
2．認識膠體是一種常見的分散系，掌握膠體的性質及膠體與其他分散系的區分方法，能夠用膠體的性質解釋自然及日常生活中的現象。
教學重難點
1．常見化學物質的分類方法。
2．膠體及其主要性質。
教學過程
【導入新課】
圖書館中數不勝數的圖書要分類陳列以便于人們查找，快遞企業對數以千萬計的物品要分類處理以提高工作效率。同樣，為了認識和研究的方便，對于數以千萬計的物質，人們常根據物質的組成、結構、性質或用途進行分類。
【交流討論】回憶初中階段知識，根據物質的組成對物質進行分類。
【過渡】我們把這種分類方法形象地稱為樹狀分類法。
【講授新課】
教學環節一：根據物質的組成和性質分類
知識點一 常見的分類法
【講授】樹狀分類法：把物質按照從屬關系進行分類的一種分類方法。
舉例：
根據物質的組成分類
根據物質的性質分類
【交流討論】
（1）金屬氧化物一定是堿性氧化物？非金屬氧化物一定是酸性氧化物
答：堿性氧化物是金屬氧化物，但金屬氧化物不一定是堿性氧化物；酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，非金屬氧化物也不一定是酸性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物，但屬于金屬氧化物，CO、NO是非金屬氧化物，但不是酸性氧化物。
（2）酸性氧化物均能溶于水生成相應的酸？堿性氧化物均能溶于水生成相應的堿？
答：部分酸性氧化物能與水反應生成相應的酸，如SO3 + H2O = H2SO4等，有些酸性氧化物不能與水反應，如SiO2不和水反應。部分堿性氧化物能與水反應生成相應的堿，如CaO + H2O = Ca(OH)2等，堿性氧化物不能與水反應，如CuO不和水反應。酸性氧化物通常能與堿性氧化物反應生成相應的鹽，如SO2 + CaO = CaSO3等。
【過渡】Fe2O3既屬于金屬氧化物又屬于堿性氧化物，可見分類的標準不同，同一物質可以歸屬不同的物質類別，這種根據多種不同的分類標準對同一事物進行分類的方法叫交叉分類法。
【講授】交叉分類法：根據多種不同的分類標準對同一事物進行分類的方法。
舉例：
【過渡】通過樹狀分類法和交叉分類法的學習，同學們已經體會到了分類在化學學習中的重要性，請閱讀教材P7方法導引，歸納總結分類的概念、分類的標準以及分類的意義。
知識點二 分類
【歸納總結】
（1）概念
分類是根據研究對象的共同點和差異點，將它們區分為不同種類和層次的科學方法。
（2）物質分類的標準
分類有一定的標準，根據不同的標準，人們對研究對象進行不同的分類。在高中化學的學習中，對物質及其變化的分類標準將從物質的組成和性質等宏觀角度，拓展到物質的構成、結構和參加化學反應的粒子等微觀視角。
（3）分類的重要應用
① 科學的分類能夠反映事物的本質特征，有利于人們分門別類地進行深入研究。
例如硝酸、硫酸都是酸，具有酸的通性。
② 運用分類的方法，可以發現物質及其變化的規律，預測物質的性質及可能發生的變化。
例如鋅和鐵都是金屬單質，它們就能與某些非金屬單質、某些酸及某些鹽反應，鋁也是金屬單質，則可推測鋁也具有鋅、鐵等金屬單質一般性質。
知識點三 同素異形體
【學生活動】閱讀教材P6頁，舉例說明什么是同素異形體。
【歸納總結】
由同一種元素形成的幾種性質不同的單質，叫做這種元素的同素異形體。例如，金剛石、石墨和C60是碳元素的同素異形體；氧氣和臭氧是氧元素的同素異形體；白磷和紅磷是磷元素的同素異形體等等。
【過渡】我們學習了酸性氧化物、堿性氧化物、同素異形體等新概念，下面我們通過一道練習來鞏固下相關知識。
【例題】下列說法正確的是________。
① 非金屬氧化物不一定是酸性氧化物
② 金屬氧化物都是堿性氧化物
③ 部分堿性氧化物能與水反應生成相應的堿
④ 酸性氧化物一定和水反應生成相應的酸
⑤ 單質的種類一定多于元素的種類
⑥ 由同一種元素組成的物質是單質
解析：①非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等是非金屬氧化物，但不是酸性氧化物，①正確；
②堿性氧化物一定是金屬氧化物，但金屬氧化物不一定是堿性氧化物，如Mn2O7是金屬氧化物，但屬于酸性氧化物，②錯誤；
③部分堿性氧化物能與水反應生成相應的堿，如CaO + H2O = Ca(OH)2等，③正確；
④部分酸性氧化物能與水反應生成相應的酸，如SO3 + H2O = H2SO4 ，有些酸性氧化物不能與水反應，如SiO2不和水反應，④錯誤；
⑤碳元素組成的單質有金剛石、石墨和C60等，氧元素組成的單質有氧氣和臭氧，可見一種元素至少形成一種單質，有些元素可能形成兩種或兩種以上不同的單質，則單質種類一定多于元素的種類，⑤正確；
⑥由同一種元素組成的物質不一定是單質，還可能是混合物，如氧氣和臭氧的混合物，⑥錯誤。
答案：①③⑤
教學環節二：分散系及其分類
【提問】從物質分類的角度看，CuSO4溶液、振蕩后的植物油與水的混合物、泥水屬于什么類？
【交流討論】溶液、乳濁液、懸濁液的區別和聯系
溶液 懸濁液 乳濁液
概念 一種或幾種物質分散到另一種物質里，形成均一的、穩定的混合物 固體小顆粒懸浮于液體里形成的混合物 小液滴分散在液體里形成的混合物
被分散的物質 狀態 固態、液態、氣態 固態 液態
粒子 分子或離子 巨大數目分子的集合體 巨大數目分子的集合體
特征 均一、穩定 渾濁、不均一、不穩定 渾濁、不均一、不穩定
久置現象 不變（穩定） 沉淀（不穩定） 分層（不穩定）
相同點 都是物質分散到另一種物質中形成的混合物
【過渡】化學上把一種（或多種）物質以粒子形式分散到另一種（或多種）物質中所形成的混合物，叫做分散系。
知識點一 分散系的概念及組成
【講授】分散系的概念和組成
（1）概念
化學上把一種（或多種）物質以粒子形式分散到另一種（或多種）物質中所形成的混合物，叫做分散系。
舉例：NaCl溶于水形成的溶液、泥土溶于水形成的懸濁液、HCl氣體擴散到空氣中形成的霧，這些混合體系均被稱為分散系。
（2）組成
分散系中被分散成粒子的物質叫做分散質，另一種物質叫做分散劑。例如，對溶液來說，溶質是分散質，溶劑是分散劑，溶液是一種分散系。乳濁液和懸濁液也各是一種分散系，其中被分散成小液滴或固體小顆粒的物質是分散質，液體是分散劑。
知識點二 分散系的組合方式及分類
【提問】分散質可以是固體、液體或氣體，分散系也可以是固體、液體或氣體，因此分散系有幾種組合方式？
【回答】9種組合方式。
【講授】舉例說明9種組合方式及分類
根據分散質粒子的直徑大小，可以把分散系分為溶液、膠體和濁液。分散質粒子的直徑小于1 nm的是溶液，大于100 nm的是乳濁液或懸濁液，而分散質粒子的直徑為1~100 nm的分散系是膠體。
【例題】下列說法正確的是（ ）
A．硫酸銅溶液均一、穩定，不是分散系
B．“冰水混合物”是一種分散系
C．分散系有的是純凈物，有的是混合物
D．分散系都是混合物，按分散質或分散劑所處的狀態，分散系有9種組合方式
解析：溶液是分散系的一種類型，均一、穩定是溶液的特點，A項錯誤；冰和水都是由水分子構成的，是一種物質的兩種狀態，屬于純凈物，因而不屬于分散系，B項錯誤；分散系均是由分散劑和分散質的混合物，C項錯誤；分散質可以是固體、液體或氣體，分散劑也可以是固體、液體或氣體，分散系有9種組合方式。
答案：D
【例題】現有如下各實驗：
A．將1 g KCl加入10 g沸騰的水中；
B．將1 g可溶性淀粉加入到100 g水中，攪拌均勻后煮沸；
C．將1 g CaCO3粉末加入100 g水中充分振蕩；
D．將0.1 g植物油加入10 g水中，充分振蕩混勻；
E．將96 mL乙酸與5 mL水充分混合。
上述實驗中所得到的分散系，屬于溶液的有_______，屬于膠體的是_____，屬于濁液的是_______。
解析：A．KCl溶于水后以離子形式存在，粒子直徑小于1 nm，屬于溶液；B．淀粉分子的直徑為1~100 nm，溶于水后，形成的是膠體；C．CaCO3不溶于水，形成是的懸濁液；D．植物油不溶于水，形成的是乳濁液；E．乙酸與水充分混合后形成的是溶液。
答案：AE；B；CD
【過渡】根據分散質粒子的直徑大小，可以把分散系分為溶液、膠體和濁液。其中分散質粒子的直徑為1~100 nm的分散系是膠體。下面我們繼續來學習膠體的分類、制備與性質：
知識點三 膠體的分類、制備與性質
【學生活動】閱讀教材p8，舉例說明膠體的種類有哪些？
【歸納總結】膠體的分類
【演示實驗】Fe(OH)3膠體的制備
（1）實驗原理
FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (膠體) + 3HCl
（2）實驗操作
取1個100 mL 小燒杯，向燒杯中加入40 mL 蒸餾水，將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰，向沸水中逐漸滴加入5~6滴FeCl3飽和溶液。繼續煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱。
（3）注意事項
① 實驗中必須使用FeCl3飽和溶液和沸水，一定不能用FeCl3溶液和NaOH溶液反應，否則產生的是Fe(OH)3沉淀。
② 當液體呈紅褐色時應立即停止加熱，因為過度加熱會破壞膠體，生成Fe(OH)3沉淀。
③ 制備過程中不能用玻璃棒攪拌，否則會使Fe(OH)3膠體粒子碰撞形成大顆粒，最后形成沉淀。
【視頻】如需使用此資源，請插入資源 “【教學實驗】丁達爾效應”。
（4）膠體的提純
Fe(OH)3膠體中可能含有較多的H+、Cl-，如圖所示，將其放在半透膜中，浸在蒸餾水中，一段時間后，在蒸餾水中加入AgNO3溶液出現白色沉淀，說明Cl-透過半透膜進入了蒸餾水中。
使雜質離子或分子從膠體里分離出來的操作叫滲析（也叫透析）。滲析實驗能夠證明膠體粒子比溶液中的粒子大。通過滲析實驗可以達到凈化、提純膠體的目的。
【拓展知識】通過視頻介紹半透膜
半透膜由膀胱、雞蛋內膜、牛皮紙、膠棉薄膜、玻璃紙等制成，有非常細小的孔，只能允許較小的離子、分子透過，而膠體不能透過。
【演示】丁達爾效應
條件 暗處
試劑 CuSO4溶液 Fe(OH)3膠體
操作 分別用紅色激光筆照射這兩種液體，在與光束垂直的方向進行觀察
現象 無現象 看到一條光亮的“通路”
【視頻】需使用此資源，請插入資源 “【教學實驗】丁達爾效應”。
【歸納總結】當一束可見光通過膠體時，可以看到一條光亮的“通路”。這條光亮的“通路”是由于膠體粒子對光線散射（光波偏離原來方向而分散傳播）形成的，叫做丁達爾效應。
丁達爾效應可被用來區分膠體和溶液。
【展示】生活中的丁達爾效應
日落之光 美麗的夜景 樹林中的晨曦 珍寶貓眼石
【演示】膠體的介穩性
【總結】溶液是穩定體系，濁液是不穩定體系，膠體屬于介穩體系，在一定條件下能穩定存在。
【演示】電泳
【總結】由于膠體粒子帶有電荷，在電場的作用下，膠體粒子在分散劑里作定向移動，這種現象叫做電泳。例如Fe(OH)3膠體粒子帶正電荷，在電場作用下，帶正電荷的紅褐色Fe(OH)3膠體粒子向陰極移動。
【演示】膠體的聚沉
【總結】膠體聚沉的原理即中和膠體粒子的電荷或加快其膠體粒子的熱運動以增加膠體粒子的結合機會。常用方法有加入酸、堿鹽或加入帶相反電荷膠體粒子的膠體或加熱膠體。
【交流討論】請用膠體的性質解釋自然及日常生活中的現象：
① 工業除塵
② 河流入海處“三角洲”的形成
③ 點豆腐
④ 明礬凈水
⑤ 用FeCl3溶液止血
⑥ 用微波手術刀進行外科手術
例題：現有如下各實驗：
將少量飽和FeCl3溶液分別滴加到下列物質中，得到三種分散系，完成相關問題：
甲：飽和FeCl3溶液滴加到冷水中；
乙：飽和FeCl3溶液滴加到NaOH溶液中；
丙：飽和FeCl3溶液滴加到沸水中。
（1）將丙繼續加熱煮沸到液體呈紅褐色，反應的化學方程式為__________________。
（2）如何用最簡單的方法判斷丙中是否成功制備膠體？________________________。
（3）向經過檢驗后的丙中逐漸加入稀鹽酸，會出現一系列變化：
①先出現和乙中相同的現象，原因為_________________________________________。
②隨后發生變化得到和甲相同的溶液，此反應的化學方程式為_______________。
（4）向丙中加入電極通電后，Fe(OH)3膠體粒子應該移向_______（填“與電源負極相連”或“電源正極相連”）的一極，說明該膠體粒子帶_____電。
解析：少量飽和FeCl3溶液加入甲的冷水中形成溶液，加入乙的NaOH溶液中會產生Fe(OH)3沉淀，形成濁液，加入丙的沸水中會產生Fe(OH)3膠體。
（1）少量飽和FeCl3溶液滴加到熱水中并繼續加熱煮沸至液體呈紅褐色，生成氫氧化鐵膠體，反應的化學方程式為FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (膠體) + 3HCl 。
（2）膠體有丁達爾效應，用一束光照射丙所得的液體，從側面觀察是否有一條光亮的“通路”出現，即可判斷丙中是否成功制備膠體。
（3）向膠體中滴加電解質溶液，易發生聚沉現象，形成Fe(OH)3紅褪色沉淀；Fe(OH)3能和稀鹽酸發生中和反應，沉淀溶解，化學方程式為Fe(OH)3 +3HCl = FeCl3+3H2O 。
（4）向丙中插入電極通電后，Fe(OH)3膠體粒子移向與電源負極相連的一極，說明Fe(OH)3膠體粒子帶正電荷。
答案：（1）FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 (膠體) + 3HCl （2）用紅色激光筆照射該分散系，若看到一條光亮的“通路”，則說明已經成功制備膠體 （3）① Fe(OH)3膠體遇鹽酸發生聚沉，形成紅褐色沉淀 ② Fe(OH)3 +3HCl = FeCl3+3H2O （4）與電源負極相連；正。
知識四 溶液、膠體、濁液三類分散系的比較
【交流討論】溶液、膠體、濁液三類分散系的比較
溶液 膠體 濁液
分散質粒子的直徑 <1 nm 1~100 nm >100 nm
分散質粒子種類 分子或離子 許多分子集合體或高分子 巨大數目分子集合體
性 質 外觀 均一、透明 絕大部分均一、透明 渾濁
穩定性 穩定 較穩定 不穩定
能否透過濾紙 能 能 不能
能否透過半透膜 絕大部分能 不能 不能
是否有丁達爾效應 沒有 有 沒有
實例 NaCl溶液 Fe(OH)3膠體 泥水
例題：下列說法錯誤的是（ ）
A．膠體區別與溶液和濁液的本質特征是分散質粒子直徑為1~100 nm
B．NaCl溶液和Fe(OH)3膠體均能透過半透膜
C．用激光筆分別照射CuSO4溶液和Fe(OH)3膠體時，觀察到的現象不同
D．通過過濾操作不能將混合物中溶液和膠體分離
解析：膠體區別與溶液和濁液的本質特征是分散質粒子直徑為1~100 nm，A項正確；NaCl溶液能透過半透膜，而Fe(OH)3膠體不能透過半透膜，B項錯誤；用激光筆照射Fe(OH)3膠體時，可以看到一條光亮的“通路”，而照射CuSO4溶液時無此現象，C項正確；由于溶液和膠體都能透過濾紙，故不能用過濾的方法分離溶液膠體，D項正確。
答案：B
課堂小結
課堂檢測
1．下列關于物質分類的組合正確的是（　　）
堿性氧化物 堿 鹽
A 氧化鈉 純堿 氯化鋁
B 生石灰 燒堿 明礬
C 熟石灰 苛性鈉 硫酸銅
D 過氧化鈉 氫氧化鈣 小蘇打
解析：A、純堿是碳酸鈉俗名，屬于鹽類、不是堿，故A錯誤；B、生石灰是氧化鈣，是堿性氧化物；燒堿是氫氧化鈉，是堿；明礬是十二水硫酸鋁鉀，是鹽類，故B正確；C、熟石灰是氫氧化鈣，屬于堿類，不是氧化物，故C錯誤；D、過氧化鈉與鹽酸反應生成鹽、水和氧氣，不符合堿性氧化物概念和性質，故D錯誤。
答案：B
2．下列圖示的混合物不屬于膠體的是（　　）
A．氯化鈉注射液 B．云霧 C．稀豆漿 D．煙水晶
解析：氯化鈉溶液是溶液，不是膠體；云霧、稀豆漿以及煙水晶中分散質粒子直徑在1~100nm之間，均是膠體。
答案：A
3．“納米材料”是粒子直徑為1~100nm的材料，納米碳就是其中一種，若將納米碳均勻地分散到蒸餾水中所形成的物質，下列說法正確的是（　　）
①是溶液 ②靜置后會析出黑色沉淀 ③能產生丁達爾效應 ④能透過濾紙 ⑤不能透過濾紙 ⑥是膠體
A．①④⑤ B．③④⑥ C．②③⑤ D．②③⑥
解析：因納米碳其粒子直徑為l～100nm之間，納米碳分子分散到水中，形成的是膠體，不是溶液，故①錯誤，⑥正確；膠體處于介穩定狀態，不會形成黑色沉淀，故②錯誤；膠體具有丁達爾效應，故③正確；膠體能透過濾紙，故④正確⑤錯誤。
答案：B
4．下列說法正確的是（　　）
A．Fe(OH)3膠體可用作凈水劑
B．向沸水中滴加飽和FeCl3溶液得到紅褐色液體：FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 ↓+ 3HCl
C．Fe(OH)3膠體無色、透明，能產生丁達爾現象
D．沸水中滴加適量飽和FeCl3溶液，形成帶電的膠體，導電能力增強
解析：Fe(OH)3膠體具有吸附性，可用來凈水，A項正確；向沸水中滴加飽和FeCl3溶液，得到紅褐色Fe(OH)3膠體而不是沉淀，因此膠體粒子后應標注“膠體”而不是標注“↓”，B項錯誤；Fe(OH)3膠體為紅褐色，C項錯誤；膠體呈電中性，不帶電，帶電的是膠體粒子，D項錯誤。
答案：A
5．下列各項說法正確的是______
①“鹵水點豆腐”、“黃河入海口處的沙洲形成”都與膠體的聚沉有關
②若將Fe(OH)3膠體提純，可以采用的方法是過濾
③明礬能作凈水劑是因為鋁離子與水作用生成氫氧化鋁膠體具有吸附懸浮雜質的作用
④在制備Fe(OH)3膠體實驗中，可以長時間加熱
⑤向Fe(OH)3膠體中加入過量稀硫酸，先有紅褐色沉淀生成，然后沉淀溶解為黃色溶液
解析：用豆漿做豆腐時，在一定溫度下加入CaSO4或其他可溶性鹽溶液，豆漿中的膠體粒子所帶的電荷被中和，很快聚集而形成豆腐，河流中的水在流動過程中與土壤等物質接觸，溶有大量雜質而形成膠體，入海時與海水接觸，海水中的帶電粒子中和膠體粒子所帶電荷使膠體發生聚沉，長年累月在河流入海口就形成所謂的“三角洲”，①正確；提純膠體用滲析，溶液和膠體都可以通過濾紙，不能過濾提純膠體，②錯誤；明礬能用于凈水是因為鋁離子水解生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性，能夠吸附水中固體顆粒雜質而凈水，③正確；長時間加熱能夠是膠體發生聚沉，④錯誤；向Fe(OH)3膠體中加入過量稀硫酸，先發生Fe(OH)3膠體的聚沉，稀硫酸過量時，Fe(OH)3溶解，得到硫酸鐵黃色溶液，故⑤正確。
答案：①③⑤

展開更多......

收起↑