【高中化学教案】一种重要的混合物--胶体

课型：新授课

课时：1课时（45min）

教学目标

1. 通过对胶体组成的学习，认识到胶体是一种分散系，知道胶体区别于其他分散系的本质特征以及知道生活中常见的胶体，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。

2. 通过对胶体性质的研究，知道胶体性质的内在原因，并能够解释生活中对胶体原理的应用，发展科学态度与社会责任的核心素养。

教材分析

本节位于鲁科版普通高中教科书化学必修第一册第二章第一节，本节共分为三个板块，本课时重点学习第三个板块，一种重要的混合物-胶体。在前面的板块中，教材呈现了根据元素划分物质类别的方法以及不同类别物质的一般性质与内在联系，主要是围绕纯净物的内容。而本模块补充了混合物中性质比较特殊的胶体。首先是分散系，介绍了分散系的定义，溶液、胶体、乳浊液的本质区别在于分散质微粒的直径大小，而混合物除了分散系以外的部分，胶体的具体类别，教材并没涉及，教师应在教学内容中进行补充，使得内容完整。然后是胶体的性质，第一个性质是根据微粒的半径大小进行分离，教师可以利用提问的方式引导学生思考回答，第二个性质是丁达尔效应，作为一种直观的现象，教师可以联系生活中常见的丁达尔效应并结合利用现场实验的形式进行展示，对于其原因，可以利用模型进行解释；第三个性质是电泳，这涉及到胶体的微观结构，教师应从电泳的现象入手，通过分析通电时带电粒子是如何移动的来帮助学生认识胶体、胶粒的带电情况；第四个性质是聚沉，在介绍完电泳后，胶体、胶粒的带电情况已经获知，为此可以通过一个实验现象让学生分析聚沉的原因，再联系生活中应用聚沉原理的案例加以巩固，让学生认识到胶体并不是一种很稳定的物质。在介绍完胶体的性质后，除了上述性质对应的功能，教师还应补充其净水功能以及对应的原理。教材对于胶体的内容主要就是胶体的定义以及胶体的性质，我认为还应该添加胶体的制备过程这一内容，因为胶体并没有溶液那样的稳定性，需要让学生了解这一内容，并让学生知道常见的几种胶体以及对应的电性。

学生分析

学生以往对物质性质的学习更多的是借助物质之间的化学反应，研究的也仅仅是一种物质或某一类别物质的化学性质，研究的范畴都在纯净物当中。而本课时内容首次对胶体这种特殊的混合物性质进行学习，而由分散质直径导致的特殊性质，学生理解起来会遇到困难，所以教师可以化抽象为具象，以生活中的实物进行类比，帮助学生以胶体的微粒直径为切入点分析胶体的性质。学生在之前的学习中，对分散系、胶体的认识并不深入，教师可以借用生活中常见的现象，加深学生的认识，进而能够辨识出胶体。在介绍丁达尔现象时，学生对于丁达尔现象的成因会有疑问，丁达尔现象的原因涉及到物理中的光学知识，文字表述对于学生而言较难理解且容易滋生畏难心理，为此教师可以用模型或者电脑动画的形式对丁达尔现象的成因进行模拟。本课时思路为胶体具有独特的结构，结构对应性质，性质对应用途，作为混合物中一种特殊的存在，与其他内容的关联不多，需要学生专门记忆。

教学重难点

教学重点：

1. 通过绘制分散系微粒直径的数轴，知道胶体的分散质微粒介于1-100nm,认识到分散质微粒直径是溶液、浊液、胶体的本质区别。

2. 通过思考分离胶体的过程，知道分离三种不同分散系的方法，能举出常见的半透膜。

3. 通过观察丁达尔效应，知道区分胶体和溶液的方法。

教学难点：

胶体和胶粒的电性涉及到微观的组成结构，结构与性质之间的联系需要学生一定程度的逻辑思考，为此我将通过对电泳和聚沉现象的原因探究，认识到胶体、胶粒的带电性，能举出运用胶体的特殊性质的案例作为本课时的难点。

教学媒体

黑板、电子白板、

教学流程

同学们，上节课我们学习了从元素角度对物质进行分类的方法，并找出了不同类别物质对应的一般性质，对物质之间的内在联系有了更深入的了解，但我们研究物质性质时，研究的物质都是纯净物，都是单一物质。那对于混合物，它又有怎样的性质呢？混合物的性质就很复杂了，你像是桌子、椅子这种的，也可以叫做混合物，但他们并不会成为研究的对象，这里要强调一下，我们在化学研究中提到的混合物主要指分散系。那什么是分散系呢？

展示PPT，内容为几种分散系的图片

图中展示的几张图片依次为稀盐酸、氢氧化铁胶体、牛奶，他们都属于分散系，分散系的定义就是一种（或几种）物质（分散质）分散到另一种物质（分散剂）里形成的物质。这里的物质不仅仅是液体，也可以是固体、气体，比如说空气、合金，他们也属于分散系。怎么理解分散质和分散剂呢，以图片中的物质为例，找几位同学来分析一下。

学生回答问题。

很好，稀盐酸的分散质为氯化氢，分散剂为水，所以说稀盐酸是氯化氢的水溶液，溶液中，分散质微粒的直径小于1nm，宏观特征上透明、均一、稳定。氢氧化铁胶体的分散质为氢氧化铁，分散剂为水，胶体微粒的直径介于1~100nm,比较均一、稳定，观感上看起来就没有溶液那样清澈。牛奶的分散质有多种，分散剂为水，微粒直径大于100nm，宏观特征上表现出浑浊、不稳定。接下来请同学们在数轴上绘制溶液、胶体、浊液的分散质微粒直径范围，完成学案上的表格。

学生完成任务。

展示PPT，内容为表格和胶体的定义，表格中包括数轴、微粒直径、宏观特征

这种分散质微粒直径介于1-100nm的分散系就称为胶体，溶液、胶体、浊液的本质特征就是微粒半径。根据胶体分散质、分散剂的状态，胶体又分为以下几类。

展示PPT，内容为胶体的几种类型。

在化学学习中，我一直在强调一句话，结构决定性质，胶体中胶粒特殊的大小使得胶体具有不同于溶液和浊液的独特性质。

展示PPT，内容为不同分散质微粒透过滤纸和半透膜的原理示意图。

利用分散质微粒的大小不同，可以对溶液、胶体、浊液进行分离，浊液的分散质微粒不能透过滤纸，胶体的分散质微粒能透过滤纸但不能透过半透膜，溶液呢，滤纸和半透膜都能穿过。这个性质有什么作用呢，请同学们利用该性质解决下面的问题。

展示PPT，内容为淀粉和氯化钠溶液分别装在半透膜两侧的情况，用硝酸银检测。

学生完成任务。

嗯，半透膜只有小分子、离子能够穿过，胶体的分散质微粒不能通过，为此可以利用半透膜来分离胶体中的杂质离子或分子，这种提纯、精制胶体的方法就称为渗析。你也把他理解为微观层面的过滤，常见的半透膜有肠衣、玻璃纸、蛋壳膜等等。渗析原理应用在很多方面，比如说肾透析。

展示PPT，内容为肾透析图片以及原理。

肾脏代谢血液中的废物的重要器官，如果肾脏功能受损且不可恢复的情况下，就可以采用肾透析或者说血液透析的方法，它的原理你们能理解吗？嗯，就是采用了渗析的方法，将无法排出体外的代谢废物从血液中分离出去，平衡体内的电解质浓度，保证生命体体内的良好状态。以上是胶体的第一个性质，可以通过滤纸，无法通过半透膜，可以用于分离溶液与胶体，但是如何简便快速得分辨这两种物质呢？

展示PPT，内容为丁达尔效应。

教师做实验，用激光笔照胶体与溶液。

这里有一种非常简单的办法，你用一可见光束，这里我用激光笔，透过胶体和溶液，从侧面观察，有什么现象？哎，胶体这里可以观察到光亮的通路，溶液则没有。这种出现在胶体中的现象就是丁达尔现象或丁达尔效应，可以利用这一性质分辨胶体与溶液。丁达尔现象其实非常常见，傍晚的时候，拉开窗帘，可以看到一束束光，那也是丁达尔现象。那为什么丁达尔现象只产生于胶体呢？

播放PPT中的模型演示动画。

可见光的波长在400-700nm之间，胶体中的分散质微粒对可见光产生散射，就会形成丁达尔现象。

展示PPT，内容为胶体的净水功能

胶体在人类的生产生活中具有非常广泛的应用，胶体分散质具有·巨大的比表面积，在水的净化过程中，可以在水中加入形成胶体的无害物质，形成较强的吸附能力，吸附水中的色素和悬浮颗粒等达到净水的功能。

展示PPT，内容为电泳实验现象。

继续研究胶体性质，我们在如图所示的U型管内加入氢氧化铁胶体与蒸馏水，U型管两端分别连接正极与负极，通电后出现了这样的现象，氢氧化铁胶体朝负极移动，这种带电微粒在外电场作用下发生定向移动的现象称为电泳。电泳原理在生产和生活中有很高的实用价值，比如电泳电镀就是将油漆、乳胶等微粒均匀的沉积在镀件上，还可以用于电镀除尘。问题来了，电泳由什么因素导致的呢？我们一起来分析一下，通电时，带正电的物质会向负极移动，带负电的物质会向正极移动，因为异性相吸，这里好理解，那么对于U型管内的氢氧化铁胶体，它朝着负极移动，是不是就可以说明氢氧化铁胶体带正电。这样表述其实不完全正确，我们一起来分析胶体分散质微粒的结构。

展示PPT，内容为氢氧化铁胶体微粒的微观结构。

这里先要和同学们说一下，胶体中的分散质微粒称为胶团，氢氧化铁胶体中，多个氢氧化铁分子凝聚在一起组成了胶核，胶核是不带电的，而由于其巨大的比表面积，会吸附环境中的离子，先吸附的是带一个正电的由一个氧和一个三价铁组成的离子，然后再吸附环境中的负离子，这里假设该负离子为氯离子，最终形成氢氧化铁胶团。胶团的结构式可以写为{m[Fe(OH)3]nFeO·(n-x)Cl-}·xCl-，，其中m[Fe(OH)3]为胶核，nFeO·(n-x)Cl-为吸附层，胶核和吸附层组成胶粒，xCl-，为扩散层，扩散层和胶粒构成胶团，胶粒带电，而胶团为电中性。对于胶团的组成，胶粒各组分的联系比扩散层更强，因此，在外界电场的作用下，带电的胶粒会和扩散层中的离子分离，发生定向移动，形成电泳。

这里要注意几个问题，胶核吸附的离子种类取决于离子的数量，在制备氢氧化铁胶体时，使用的是氯化铁溶液，形成胶粒后，铁离子的量是多于氢氧根离子的，所以会先吸附含铁离子的阳离子，再吸附带负电的离子氯离子形成附着层，随着吸附氯离子数量的增多，吸附层越来越厚，对最外层氯离子的吸附作用减弱，形成扩散层。如果是在制备时，使得最终氢氧根离子多的话，就会先吸附氢氧根离子，使得最终形成的胶粒带负电。这里可能比较难理解，你们亲自思考体会一下，完成下面对于碘化银胶体中胶团结构的分析，注意制备碘化银胶体时，使用的是硝酸银和碘化钾，两种物质数量的相对大小，会决定最终胶粒的带电情况。

学生完成任务。

展示PPT，内容为碘化银胶团的结构。

嗯，同学们完成的很好，简单来说，怎么去理解胶团的结构呢，还是以碘化银胶体为例，碘化银构成胶核，而形成碘化银的两种离子，谁过量谁被吸附，吸附完后再吸附带相反电荷的离子。关于胶团，课后再自己琢磨琢磨，有疑问的话可以问我。

展示PPT，聚沉现象。

这节课学习的胶体最后一个性质，聚沉。我们知道胶体中，胶粒是带电的，胶粒与扩散层之间联系并不是特别紧密，因此胶体呈现出比较稳定的特征，如果我们将带有相反电荷的物质加入到胶体中，会发生什么？将酸、碱、盐等物质加入胶体中，溶解产生的离子与胶体分散质微粒的所带电荷中和，分散质微粒会凝聚成较大的颗粒，在重力作用下沉积而出，这种胶体形成沉淀析出的现象称为聚沉，除了加入带有相反电荷的离子外，加热或搅拌也可能引起胶体的聚沉。豆腐就是应用聚沉原理，向豆浆中加入硫酸钙而制得的。

展示PPT，内容为氢氧化铁胶体的制备视频

既然胶体的性质相较于溶液来说比较不稳定，那么该如何制备呢？以氢氧化铁胶体制备为例，请同学们观看视频，总结制备胶体的注意事项。

学生完成任务，教师进行补充。

展示PPT，内容为课堂小结。

最后做一个总结，这节课我们学习了胶体的概念以及本质特征，学习了胶体的几种特殊的性质，包括渗析、丁达尔效应、电泳、净水、聚沉，同学们回去后认真整理笔记，完成XXX，。