高一化学《物质的组成与分类》教案.docx
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高一化学《物质的组成与分类》教案
《物质的组成和分类》教案
一、教学目标
1.认识混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物的定义,并学会区别物质的类别。
2.学会判断酸、碱、盐等各类化合物。
3.了解分类的方法:
交叉分类法和树状分类法并能对着两种方法进行应用。
4.了解胶体及分散系的概念;了解胶体与其他分散系的区别;了解胶体的四种重要性质和在实际生活中实际应用。
二、教学重点
常见化学物质及其变化的分类方法;胶体的概念及性质
三、教学难点
常见化学物质及其变化的分类方法;胶体的概念及性质
四、知识讲解
(一)物质的分类
1.分类思想:
把大量事物按照事先设定的“标准”进行分类,是人们最熟悉、也是最方便的一种工作方法。
当分类标准确定之后,同类中的事物在某些方面的相似性可以帮助我们举一反三;对于不同类事物的了解有可能做到由此及彼。
对于数以千万计的化学物质和为数更多的化学反应,分类法的作用几乎是无可替代的。
2.分类方法:
交叉分类法
(
)含义:
根据不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的方法,即对同一物质以不同的标准进行分类。
(
)举例:
②树状分类法
(
)含义:
对同类事物按照某种属性进行再分类的分类法。
(
)举例:
物质
3.分类标准(依据):
物质的存在、组成(元素组成、阳离子、阴离子等)、颜色、状态、结构、性质(溶解性、导电性、酸碱性、氧化性、还原性、稳定性、挥发性、腐蚀性等等)
4.常见物质的分类
同素异形体
(1)同种元素形成的不同单质叫同素异形体。
同素异形体的形成有两种方式:
①原子个数不同,如O2和O3;②原子排列方式不同,如金刚石和石墨。
(2)同素异形体之间的性质差异主要体现在物理性质上,同素异形体之间的转化属于化学变化。
①从组成和性质角度:
化合物可分为酸、碱、盐、氧化物等等,且每类物质还可再分类。
i氧化物
(
)判断依据 组成元素的种数:
两种;组成物质的类别:
化合物
(
)氧化物的分类
(1)按组成元素分类
①金属氧化物(如:
Na2O、CaO、MgO、ZnO、MnO2、CuO、Fe2O3、Al2O3)
②非金属氧化物(如:
CO2、SO2、CO、SO3、P2O5)
(2)按化学性质分类
①不成盐氧化物(如:
H2O、CO、NO、MnO2)
②成盐氧化物
Ⅰ、酸性氧化物(大多数非金属氧化物,如:
SO2、SO3、CO2、Mn2O7)
Ⅱ、碱性氧化物(大多数金属氧化物,如:
CaO、MgO、CuO、Fe2O3)
Ⅲ、两性氧化物(如:
Al2O3、ZnO)
(3)按常温下的状态分类
①固态氧化物(如:
Fe2O3、CuO)
②液态氧化物(如:
H2O)
③气态氧化物(如:
CO2)
酸
分 类
根据酸分子里有无氧原子分
含氧 酸
无氧酸
根据酸分子电离产生的H+个数分
一元酸
HNO3、HClO
HCl
二元酸
H2SO4、H2CO3
H2S
三元酸
H3PO4
命名
某 酸
氢 某酸
ii碱
分 类
根据在水中的溶解性
可溶性碱
微溶性碱
难溶性碱
根据酸分子电离产生的OH-个数分
一元碱
NaOH、KOH
二元碱
Ba(OH) 2
Ca(OH)2
Cu(OH) 2
Mg(OH)2Fe(OH)2
三元碱
Al(OH)3
Fe(OH)3
命 名
氢氧化某
盐
正盐其中无氧酸盐的命名是在非金属元素和金属元素名称中间加一“化”字,叫做“某化某”,如NaCl叫做氯化钠,K2S叫做硫化钾等等。
含氧酸盐的命名是在酸的名称后面加上金属的名称,叫做“某酸某”,如Na2CO3叫做碳酸钠,CuSO4叫做硫酸铜等等。
酸式盐(NaHCO3碳酸氢钠、KHSO4硫酸氢钾、Ca(HCO3)2碳酸氢钙)
碱式盐(Cu2(OH)2CO3碱式碳酸铜)
化学上,对于含有相同酸根离或相同金属离子的盐,常给他们一个统称。
(如:
硫酸盐、钾
盐等)
(二)分散系和胶体
1.分散系
(1)分散系:
将一种或几种物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物,称为分散系。
(2)分散质和分散剂:
分散系中分散成粒子的物质叫做分散质,另一种物质叫做分散剂。
对溶液来说,溶质是分散质,溶剂是分散剂;对悬浊液和乳浊液来说,其中的固体小颗粒或小液滴是分散质,所用的溶剂是分散剂。
[思考与交流]按照分散剂和分散质所处的状态(气态、液态、固态),他们之间可以有几种组合方式?
并举例。
[投影]分散系按照分散质或分散剂聚集状态不同分类,有9种类型。
对比如下:
分散质
分散剂
实 例
气
气
空气
液
气
云、雾
固
气
烟灰尘
气
液
泡沫
液
液
牛奶、酒精的水溶液
固
液
糖水、油漆
气
固
泡沫塑料
液
固
珍珠(包藏着水的碳酸钙)
固
固
有色玻璃、合金
[问]按照分散质粒子的大小,能对分散系进行分类吗?
[讲]如果分散介质是液态的,叫液态分散体系,在化学反应中此类分散体系最为常见和重要,水溶液、悬浊液和乳浊液都属液态分散体系。
溶液、悬浊液和乳浊液分散质粒子的大小(近似其直径大小)来分类。
一般地说,溶液分散质粒子小于1nm,浊液中离子通常大于100nm,介于1nm~100nm的为胶体。
在分散体系中,分散相的颗粒大小有所不同,分散体系的性质也随之改变,溶液、胶体和浊液各具有不同的特性。
[讲]如果将溶液、胶体、浊液这三类物质长期存放,我们会发现溶液是最稳定的。
不论存放的时间有多长,在一般情况下溶质都不会自动与溶剂分离;而浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下来,如河水中夹带泥沙会逐渐沉降;胶体则介于二者之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。
[过]生活中,我们将淀粉溶解在热水中,然后加热煮沸,就熬成了汤,可以较长时间稳定地存在;而向豆浆里加入石膏,就变成了豆腐,是什么原因呢?
黄河里的水奔腾不息,为什么泥水就不变清呢?
在灯光下,有雾的夜晚,为何显得更加明亮。
今天我们重点先来研究胶体的性质。
2.胶体的分类
(1)根据分散质微粒组成的状况分类:
如:
Fe(OH)3胶体胶粒是由许多Fe(OH)3等小分子聚集一起形成的微粒,其直径在1nm~100nm之间,这样的胶体叫粒子胶体。
又如:
淀粉属高分子化合物,其单个分子的直径在1nm~100nm范围之内,这样的胶体叫分子胶体。
(2)根据分散剂的状态划分:
如:
烟、云、雾等的分散剂为气体,这样的胶体叫做气溶胶;AgI溶胶、Fe(OH)3溶胶、Al(OH)3溶胶,其分散剂为水,分散剂为液体的胶体叫做液溶胶;有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂,这样的胶体叫做固溶胶。
【实验探究】胶体的制备
实验步骤:
1.取烧杯盛25mL蒸馏水(不用自来水,是因为自来水中有电解质,会使胶体聚沉),加热至沸腾;
2.向沸水中逐滴加入5-6滴FeCl3饱和溶液(一般不用稀溶液,因稀溶液水解程度大,可能会浑浊,且滴加速度不能过快,更不能将FeCl3溶液加到蒸馏水中以后再煮沸,否则会生成沉淀)
3.继续煮沸至溶液呈红褐色,观察所得红褐色液体是Fe(OH)3胶体。
除此之外还可以用物理分散法,即类似于家里调制淀粉,
胶体和溶液的外观特征相同(透明澄清),如NaCl溶液和淀粉溶液,那么可用怎样的物理方法加以鉴别呢?
操作:
将分别盛有等量硫酸铜溶液和Fe(OH)3胶体的两烧杯并排置于桌面上,用激光教鞭从一侧(光、两烧杯在一条线上)进行照射,同时于垂直方向观察。
现象与结论:
当光束通过形成一条光亮红色通路的液体为Fe(OH)3胶体,无此现象的为硫酸铜溶液。
当一束强光照射胶体时,在入射光垂直方向,可以看到一道光亮的通路,这种现象早在19世纪由英国物理学家丁达尔研究发现。
故称其为“丁达尔效应”。
而溶液无此现象。
因此丁达尔效应可以区别溶液和胶体。
那么,造成胶体和溶液这种性质差异的原因是什么呢?
3.胶体的性质
1.丁达尔效应:
光束通过胶体,形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。
由于胶体分散质粒子比溶质粒子大得多,以致使光波传播改变了原来的方向。
尽管如此,我们的肉眼仍看不到它的存在。
超显微镜可帮助我们了解胶粒的情况。
用一黑色小球代表胶体粒子,用动画模拟胶粒的无规则运动。
胶粒的运动情况如同花粉颗粒在水里作不停的、无秩序的运动。
这种现象叫做布朗运动。
2.布朗运动:
胶体分散质粒子作不停的、无秩序的运动,这种现象叫做布朗运动。
为什么胶粒的运动是不停的、无秩序的呢?
胶粒作布朗运动,是因胶粒受水分子来自各方面的撞击、推动,而每一瞬间在不同方向上所受合力的大小不同,所以每一瞬间胶粒运动速率和方向都在改变,因而形成不停的、无秩序的运动。
布朗运动使胶粒难于静止沉降,这是胶体稳定的一个因素。
相比之下,浊液却无此性质,为什么呢?
[设疑]若给Fe(OH)3胶体通直流电,胶体粒子的运动会怎样呢?
现象:
通电后,U型管里阴极附近的红褐色逐渐变深,阳极附近的红褐色逐渐变浅。
[讲述]从现象可看出,阴极附近Fe(OH)3胶粒增多了,说明在电场作用下,胶粒作了定向移动。
[设问]通电后,Fe(OH)3胶粒移向阴极,说明Fe(OH)3胶粒具有什么样的电性?
[回答]Fe(OH)3胶粒带正电。
[小结]像Fe(OH)3胶体,在外加电场作用下,胶粒在分散剂里向电极作定向移动的现象,叫做电泳。
3.电泳:
在外加电场作用下,胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象,叫做电泳。
[设疑]为何胶体粒子会带电呢?
胶体是否带电?
Fe(OH)3胶粒为何带正电?
[分析]胶体粒子小
表面积大
吸附能力强
可吸附溶液中的离子
Fe(OH)3胶粒只吸附阳离子,带正电
向阴极移动
阴极区液体颜色变深。
[讲述]一般来说,在同一胶体中,由于胶粒吸附相同的离子因而带同种电荷,如Fe(OH)3胶粒带正电荷。
但胶体本身不带电,我们不能说Fe(OH)3胶体带正电。
那么,哪些胶体粒子带正电荷,哪些胶体粒子带负电荷呢?
一般来说:
金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷。
非金属氧化物、金属硫化物、土壤的胶体粒子带负电荷。
但并非所有胶粒都带电荷。
[讨论]同一胶体中胶粒带同种电荷,会产生怎样的作用力?
这种作用力对胶体的性质有何影响?
由于同种胶粒带同种电荷,它们之间相互排斥而不易聚集沉降,这就是胶体一般稳定的主要原因。
胶体分散系稳定的原因:
同种胶粒带同种电荷,相互排斥而不易聚集;布朗运动能克服重力作用,胶粒不易沉积。
方才,我们分析了胶体稳定的原因,其中胶体粒子带电是重要的因素。
那么,能否想出针对性的办法破坏胶体的稳定性,使胶粒彼此聚集长大而沉降呢?
1.加电解质;2.加带相反电荷的胶粒;3.加热
向盛有Fe(OH)3胶体的试管中滴入MgSO4溶液,振荡。
观察。
现象:
产生浑浊。
4.胶体的聚沉:
分散质粒子相互聚集而下沉的现象,称为胶体的聚沉。
方法:
加热、加电解质溶液;加带相反电荷的胶粒。
5.胶体的应用
五、课堂检测
【基础】
1.悬浊液、乳浊液、溶液和胶体都是()
A.稳定的液体 B.透明的液体
C.混合物 D.化合物
2.将少量下列物质分别加入足量的水中,充分搅拌后能形成溶液的是()
A.粉笔灰 B.冰块
C.食盐 D.色拉油
3.下列各选项中,后者不属于前者的是( )
A.酸、硫酸
B.碳酸盐、Na2CO3
C.化合物、氧化物
D.钾盐、KOH
4.(双选题)下列说法正确的是()
A.纯碱不是碱 B.石灰石不是盐
C.干冰不是冰 D.硝酸不是酸
5.下列说法正确的是( )
A.可用丁达尔现象区分溶液与胶体
B.生石灰与水混合的过程只发生物理变化
C.O3是由3个氧原子构成的化合物
D.CuSO4·5H2O是一种混合物
6.按照物质的组成和性质,对纯净物进行分类,然后选择下列合适的物质填在横线上。
O2 CuH2SO4Ba(NO3)2KNO3CO2空气
含镁60%的MgO
单质:
________;化合物:
________;混合物:
________。
6.现在频频出现的大雾天气,致使高速公路关闭,航班停飞。
雾中小水滴直径范围是( )
A.小于0.1nmﻩB.大于100nm
C.在1nm~100 nm间D.小于1 nm
7.当光束通过豆浆时,可观察到丁达尔效应,表明豆浆是( )
A.胶体 B.溶液
C.悬浊液ﻩD.乳浊液
8.将饱和FeCl3溶液分别滴入下列液体时,能形成胶体的是( )
A.冷水 B.沸水
C.NaOH溶液 D.NaCl溶液
9.胶体区别于其他分散系的本质特征是( )
A.胶体的分散系能通过滤纸空隙,而浊液的分散质不能
B.胶体能产生丁达尔效应
C.胶体分散质粒子直径在1 nm~100nm之间
D.胶体在一定条件下能稳定存在
10.氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是()
A.胶粒直径小于1 nm
B.胶粒做布朗运动
C.胶粒带正电荷
D.胶粒不能通过半透膜
【巩固】
1.已知Fe(OH)3胶粒带正电荷,Al(OH)3胶粒也带正电荷,而H2SiO3胶粒带负电荷,带不同电荷的胶体相互混合时,则发生聚沉现象。
据此回答下列问题:
将某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶胶内,开始时产生沉淀,继续滴加时沉淀溶解,该溶液是( )
A.2 mol·L-1H2SO4溶液
B.2mol·L-1NaOH溶液
C.2mol·L-1MgSO4溶液
D.硅酸溶胶
2.某种胶体在电泳时,它的粒子向阴极移动。
在此胶体中分别加入下列物质:
①蔗糖溶液,②硫酸镁溶液,③硅酸胶体,④氢氧化铁胶体,不会发生聚沉现象的是()
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
3.某学校课外活动小组在实验室中用FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体。
方法是:
将FeCl3溶液滴加到沸水中,加热至整个体系呈红褐色为止,即制得Fe(OH)3胶体,有关反应方程式为
________________________________________________________________________。
(1)甲同学想证明Fe(OH)3胶体已制成,他可以利用______________(最简单的方法)。
(2)乙同学在做实验时,不断用玻璃棒搅拌烧杯中的液体,结果未制得Fe(OH)3胶体,他制得的是________。
(3)丙同学想将Fe(OH)3胶体提纯,他可以采用的方法是________。
(4)实验室中的碘水也是一种褐色液体,不加任何试剂,可将碘水与Fe(OH)3胶体鉴别开的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少写两种)。
4.把10mL淀粉胶体和5mLNaCl溶液混合,后加入用半透膜制成的袋内,将此袋浸入烧杯内的蒸馏水中,2min后,用两支试管各取5mL烧杯中的液体,并做如下实验(淀粉遇碘水变蓝色):
(1)向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液,其现象是
________________________________________________________________________;
(2)向另一支试管中滴加少量碘水,其现象是__________________________________;
(3)由上述实验得出的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)证明淀粉与NaCl溶液已分离完全的实验方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.下列有关Fe(OH)3胶体的说法正确的是( )
A.用渗析法鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液,用丁达尔效应分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
B.Fe(OH)3胶体微粒带负电荷,在通电的情况下胶体微粒向直流电源的正极移动,这种现象称为电泳
C.向沸腾的蒸馏水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色时即得到Fe(OH)3胶体
D.向沸腾的NaOH稀溶液中边滴加FeCl3饱和溶液,边用玻璃棒搅拌,然后继续煮沸,制备Fe(OH)3胶体
6.下列“化学与生活”的说法不正确的是( )
A.硫酸钡可用作钡餐透视
B.盐卤可用于制豆腐
C.明矾可用于水的消毒,杀菌
D.醋可用于除去暖水瓶中的水垢
7.下列现象与胶体知识无关的是()
A.夏日的傍晚常常看到万丈霞光穿云而过美不胜收
B.过滤除去氯化钠溶液中的泥沙
C.食品加工厂利用豆浆中加入盐卤做豆腐
D.化工厂利用静电除尘技术去除废气中的固体悬浮物
8.下图是同学们经常使用的某品牌修正液包装标签。
小明仔细阅读后,结合自己的生活经验和所学知识得出了修正液的某些性质,小明的推测中不合理的是( )
A.修正液是一种胶体,均一、透明
B.修正液中含有的化学物质有毒
C.修正液的成分对纸张不具腐蚀性
D.修正液的溶剂易挥发、易燃
9.(双选)淀粉溶液是一种胶体,并且淀粉遇到碘单质,可以出现明显的蓝色特征。
现将淀粉和稀Na2SO4溶液混合,装在半透膜袋中,浸泡在盛蒸馏水的烧杯内,过一段时间后,取烧杯中液体进行实验,能证明半透膜完好无损的是()
A.加入BaCl2溶液产生白色沉淀
B.加入碘水不变蓝
C.加入BaCl2溶液没有白色沉淀产生
D.加入碘水变蓝
10.现有如下各实验:
A.将1gKCl加入10 g沸腾的水中;
B.将1 g可溶性淀粉加入到100g水中,搅拌均匀后煮沸;
C.将1gCaCO3粉末加入100g水中,充分振荡;
D.将0.1g植物油加入到10g水中,充分振荡混匀;
E.将96mL乙酸与5mL水充分混合。
上述实验中所得到的分散系,属于溶液的有________,属于胶体的是________,属于浊液的是________。
11.将饱和FeCl3溶液滴入沸水时,液体变为红褐色,得到的是Fe(OH)3胶体。
用此分散系进行实验:
(1)将其装入U形管内,用石墨做电极,接通直流电源,通电一段时间后发现阴极附近颜色________,这表________,这种现象称为____________________________________________________。
(2)向其中加入饱和(NH4)2SO4溶液,发生的现象是_____________________________________。
原因是________________________________________________________。
(3)向其中逐滴加入过量稀硫酸,现象是_________________________________;
原因是________________________________________________________。
(4)提纯此分散系的方法叫________。
12.右图是我们清晨进入森林后看到的美丽景象,请认真观察右图,分析其隐含的化学道理,然后完成
(1)~(3)小题:
(1)右图中的现象在化学上称作________,这说明森林中的空气具有________的性质。
(2)产生上述现象的根本原因是
________________________________________________________________________。
(3)此现象在化学上可用来__________________________________________________
________________________________________________________________________。
13.现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
甲同学:
向1 mol·L-1的FeCl3溶液中加少量NaOH溶液。
乙同学:
直接加热饱和FeCl3溶液。
丙同学:
向25mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是________。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是_____________________________________
________________________________________________________________________,
利用的胶体性质是__________________________________________________。
(3)在胶体中加入电解质溶液或带有相反电荷的胶体微粒能使胶体微粒沉淀出来。
丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行实验:
①将其装入U形管内,用石墨作电极,通电一段时间后发现阴极区附近的颜色逐渐变深,这表明Fe(OH)3胶体微粒带__________(带“正”或“负”)电荷。
②向其中加入饱和
Na2SO4溶液,产生的现象是__________________________________________。
六、课后检测
【基础】
1.经分析,某物质中只有一种元素,则此物质( )
A.一定是一种单质
B.一定是纯净物
C.一定是混合物
D.可能是纯净物也可能是混合物
2.某合作学习小组讨论辨析以下说法:
①粗盐和酸雨都是混合物;②沼气和水煤气都是可再生能源;③冰和干冰既是纯净物又是化合物
;④不锈钢和目前流通的硬币都是合金;⑤盐酸和食醋既是化合物又是酸;⑥纯碱和熟石灰都是碱;⑦豆浆和雾都是胶体。
上述说法正确的是( )
A.①②③④ B.①②⑤⑥
C.③⑤⑥⑦ﻩD.①③④⑦
3.世界卫生组织(WHO)将ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂,它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有广泛应用。
ClO2属于( )
A.氧化物B.酸
C.碱ﻩD.盐
4.按照物质的树状分类和交叉分类,HNO3属于( )
①酸 ②氢化物③氧化物 ④含氧酸 ⑤难挥发性酸⑥强氧化性酸 ⑦一元酸⑧化合物⑨混合物
A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①④⑥⑦⑧
C.①⑨ﻩD.①
④⑤⑥⑦
5.将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺次排列,其中正确的是( )
A.硫酸 纯碱孔雀石[Cu2(
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