第二章 化學物質(zhì)及變化講義

1、第二章 化學物質(zhì)及變化第一節(jié) 物質(zhì)的分類(一)引入我們知道分類如果從不同角度入手就會有很多不同方法，例如，人類按照年齡分可以分為老年、中年、青年、少年、兒童；按性別分分為男性和女性；按職業(yè)分為教師、醫(yī)生、工程師等等。同樣的道理，化學物質(zhì)從不同角度有很多不同的分類方法。一、簡單分類法及其應用思考與交流請嘗試對HCl、SO2、CaO、KOH、Na2SO4、H2SO3進行分類。(氧化物：SO2、CaO 酸：HCl、H2SO3 堿 ：KOH 鹽：Na2SO4 ) (固體：CaO、KOH、Na2SO4 氣體：HCl 、SO2 液體：H2SO3 )講在分類的標準確定之后，同類中的事物在某些方面的相似性可以

2、幫助我們做到舉一反三；對于不同事物的了解使我們有可能做到由此及彼（研究一類物質(zhì)中典型的幾種物質(zhì)，歸納總結出一類物質(zhì)的通性，在研究這類物質(zhì)中的某一新物質(zhì)時，探究的假設就有了依據(jù)）。所以，分類法是一種行之有效、簡單易行的科學方法。運用分類的方法不僅能使有關化學物質(zhì)及其變化的知識系統(tǒng)化，還可以通過分門別類的研究，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其變化的規(guī)律。問對于Na2CO3，如果從其陽離子來看，它屬于什么鹽？從陰離子來看，又屬于什么鹽？( 從陽離子來看，屬于鈉鹽，從陰離子來看，屬于碳酸鹽。)講由于一種分類方法所依據(jù)的標準有一定局限，所能提供的信息較少，因此，人們在認識事物的時候往往采取多種分類方法，比如交叉分類法，就像

3、我們剛才舉的Na2CO3的例子。 板書 1交叉分類法Na2CO3 鈉鹽Na2SO4 鉀鹽K2SO4 硫酸鹽K2CO3 碳酸鹽講交叉分類法可以彌補單一分類方法的不足，那么對同類事物可以通過樹狀分類法進行再分類。2、樹狀分類法問如果我們再繼續(xù)分類的話，還可以怎么分?(單質(zhì)可以分為金屬和非金屬，氧化物可以分為酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物，酸可以分為一元酸、二元酸和多元酸，堿可以分為強堿和弱堿，鹽可以分為正鹽、酸式鹽和堿式鹽。)(氧化物還可以分成金屬氧化物和非金屬氧化物，酸還可以分成含氧酸和無氧酸。)(堿可以分成可溶性堿和不溶性堿。)(鹽可以分成含氧酸鹽和無氧酸鹽)投影問那我們發(fā)現(xiàn)樹狀分類法有什

4、么優(yōu)點嗎？(樹狀分類法可以清楚地表示物質(zhì)間的從屬關系。)小結學習了分類的方法以后，大家應學會對以前和將要學的化學知識進行及時的歸納和整理，學會對物質(zhì)及其變化進行分類，并通過對各類物質(zhì)的代表物質(zhì)的研究來了解這類物質(zhì)的性質(zhì)，從而提高我們化學學習的效率。點擊試題下列物質(zhì)中：Na2SO4 Ba(OH)2 NaHCO3 NaBr Fe3O4 H2O HNO3 AgNO3 H2SO4中，其中屬于氧化物的是 ；屬于堿的是 ；屬于酸的是 ；屬于鹽的是 . 過化學物質(zhì)世界中，與生活接觸最密切的是混合物，象空氣、溶液、合金等等。在今后的學習過程中，我們還要接觸更多的混合物。今天要與我們見面的是什么樣的混合物呢？請

5、大家閱讀課本P22。理解分散系的概念。二、分散系( dispersion system)及其分類1、分散系(1) 分散系：將一種或幾種物質(zhì)以粒子形式分散到另一種物質(zhì)里所形成的混合物，稱為分散系。(2) 分散質(zhì)和分散劑：分散系中分散成粒子的物質(zhì)叫做分散質(zhì)，另一種物質(zhì)叫做分散劑。講對溶液來說，溶質(zhì)是分散質(zhì)，溶劑是分散劑；對懸濁液和乳濁液來說，其中的固體小顆?；蛐∫旱问欠稚①|(zhì)，所用的溶劑是分散劑。思考與交流按照分散劑和分散質(zhì)所處的狀態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)），他們之間可以有幾種組合方式？并舉例。分散系按照分散質(zhì)或分散劑聚集狀態(tài)不同分類，有9種類型。對比如下：分 散 質(zhì)分 散 劑實  例氣氣空氣

6、液氣云、霧固氣煙灰塵氣液泡沫液液牛奶、酒精的水溶液固液糖水、油漆氣固泡沫塑料液固珍珠（包藏著水的碳酸鈣）固固有色玻璃、合金問按照分散質(zhì)粒子的大小，能對分散系進行分類嗎？講如果分散介質(zhì)是液態(tài)的，叫液態(tài)分散體系，在化學反應中此類分散體系最為常見和重要，水溶液、懸濁液和乳濁液都屬液態(tài)分散體系。溶液、懸濁液和乳濁液分散質(zhì)粒子的大小(近似其直徑大小)來分類。一般地說，溶液分散質(zhì)粒子小于1nm，濁液中離子通常大于100nm，介于1nm100nm的為膠體。在分散體系中，分散相的顆粒大小有所不同，分散體系的性質(zhì)也隨之改變，溶液、膠體和濁液各具有不同的特性。(3)分類：常見的分散系有溶液、懸濁液、乳濁液、膠體等

7、。本質(zhì)依據(jù)分散質(zhì)微粒直徑大小分散系溶液膠體濁液分散質(zhì)微粒直徑 <10-9m小于1nm 1nm100nm 大于100nm三、膠體( colloid )1、膠體的分類2、膠體的制備：FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體) +3HCl四、膠體的性質(zhì)1.丁達爾效應：光束通過膠體，形成光亮的“通路”的現(xiàn)象叫丁達爾效應。2.布朗運動：膠體分散質(zhì)粒子作不停的、無秩序的運動，這種現(xiàn)象叫做布朗運動。3.電泳：在外加電場作用下，膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象4.膠體的聚沉：分散質(zhì)粒子相互聚集而下沉的現(xiàn)象，稱為膠體的聚沉。方法：加電解質(zhì)溶液；加帶相反電荷的膠粒。5、膠體的應用

8、（1）工業(yè)除雜、除塵（2）.土壤的保肥作用（5）豆腐的制作原理（4）江河入?？谔幮纬扇侵蓿?）明礬的凈水作用。復習提問上節(jié)課我們學習了分類方法，并且簡單了解了分散系的相關知識，那么我們最學見的分散系溶液、膠體、濁液又是按什么分的呢？ (分散質(zhì)離子的直徑大小。溶液：分散質(zhì)直徑<1 納米 （即10-9m）膠體：1 納米分散質(zhì)直徑100納米濁液：分散質(zhì)直徑>100納米)講如果將溶液、膠體、濁液這三類物質(zhì)長期存放，我們會發(fā)現(xiàn)溶液是最穩(wěn)定的。不論存放的時間有多長，在一般情況下溶質(zhì)都不會自動與溶劑分離；而濁液很不穩(wěn)定，分散質(zhì)將在重力的作用下沉降下來，如河水中夾帶泥沙會逐漸沉降；膠體則介于二者

9、之間，在一定條件下能穩(wěn)定存在，屬于介穩(wěn)體系。過生活中，我們將淀粉溶解在熱水中，然后加熱煮沸，就熬成了湯，可以較長時間穩(wěn)定地存在；而向豆?jié){里加入石膏，就變成了豆腐，是什么原因呢？黃河里的水奔騰不息，為什么泥水就不變清呢？在燈光下，有霧的夜晚，為何顯得更加明亮。今天我們重點先來研究膠體的性質(zhì)。三、膠體( colloid )1、膠體的分類（1）、根據(jù)分散質(zhì)微粒組成的狀況分類：講如：Fe(OH)3膠體膠粒是由許多Fe(OH)3等小分子聚集一起形成的微粒，其直徑在1nm100nm之間，這樣的膠體叫粒子膠體。 又如：淀粉屬高分子化合物，其單個分子的直徑在1nm100nm范圍之內(nèi)，這樣的膠體叫分子膠體。 （

10、2）、根據(jù)分散劑的狀態(tài)劃分：講如：煙、云、霧等的分散劑為氣體，這樣的膠體叫做氣溶膠；AgI溶膠、Fe(OH)3溶膠、Al(OH)3溶膠，其分散劑為水，分散劑為液體的膠體叫做液溶膠；有色玻璃、煙水晶均以固體為分散劑，這樣的膠體叫做固溶膠?！練w納】2、膠體的制備實驗探究：膠體的制備步驟：1、取燒杯盛25 mL蒸餾水(不用自來水，是因為自來水中有電解質(zhì)，會使膠體聚沉)，加熱至沸騰；2、向沸水中逐滴加入5-6滴FeCl3飽和溶液(一般不用稀溶液，因稀溶液水解程度大，可能會渾濁，且滴加速度不能過快，更不能將FeCl3溶液加到蒸餾水中以后再煮沸，否則會生成沉淀)3、繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，觀察所得紅褐色液

11、體是Fe(OH)3 膠體。板書(1) 化學分散法：FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體) +3HCl講除此之外還可以用物理分散法，即類似于家里調(diào)制淀粉，轉(zhuǎn)問膠體和溶液的外觀特征相同（透明澄清），如NaCl溶液和淀粉溶液，那么可用怎樣的物理方法加以鑒別呢？閱讀教材P23操作：將分別盛有等量硫酸銅溶液和Fe(OH)3膠體的兩燒杯并排置于桌面上，用激光教鞭從一側（光、兩燒杯在一條線上）進行照射，同時于垂直方向觀察?，F(xiàn)象與結論：當光束通過形成一條光亮紅色通路的液體為Fe(OH)3膠體，無此現(xiàn)象的為硫酸銅溶液。講述當一束強光照射膠體時，在入射光垂直方向，可以看到一道光亮的通路，這種現(xiàn)象早在19世紀由

12、英國物理學家丁達爾研究發(fā)現(xiàn)。故稱其為“丁達爾效應”。而溶液無此現(xiàn)象。因此丁達爾效應可以區(qū)別溶液和膠體。那么，造成膠體和溶液這種性質(zhì)差異的原因是什么呢？四、膠體的性質(zhì)1.丁達爾效應：光束通過膠體，形成光亮的“通路”的現(xiàn)象叫丁達爾效應。過渡由于膠體分散質(zhì)粒子比溶質(zhì)粒子大得多，以致使光波傳播改變了原來的方向。盡管如此，我們的肉眼仍看不到它的存在。超顯微鏡可幫助我們了解膠粒的情況。膠粒的布朗運動。旁白用一黑色小球代表膠體粒子，用動畫模擬膠粒的無規(guī)則運動。膠粒的運動情況如同花粉顆粒在水里作不停的、無秩序的運動。這種現(xiàn)象叫做布朗運動。膠粒直徑大小與光的波長相近,膠粒對光有散射作用；而溶液分散質(zhì)的粒子太小，

13、散射小。 應用：鑒別溶膠和溶液【試題】不能發(fā)生丁達爾現(xiàn)象的分散系是（ ） A、碘酒 B、無水酒精 C、蛋白質(zhì)溶液 D、鈷玻璃 2.布朗運動：膠體分散質(zhì)粒子作不停的、無秩序的運動，這種現(xiàn)象叫做布朗運動。設問為什么膠粒的運動是不停的、無秩序的呢？講述膠粒作布朗運動，是因膠粒受水分子來自各方面的撞擊、推動，而每一瞬間在不同方向上所受合力的大小不同，所以每一瞬間膠粒運動速率和方向都在改變，因而形成不停的、無秩序的運動。布朗運動使膠粒難于靜止沉降，這是膠體穩(wěn)定的一個因素。相比之下，濁液卻無此性質(zhì)，為什么呢？投影比較點擊試題1、Fe(OH)3膠體中，分散質(zhì)是，作定向或不規(guī)則）運動。2.NaCl溶液中，Na

14、和Cl作運動。通直流電后作 運動，Na向極移動，Cl向極移動。膠體粒子能作布朗運動的原因是 （ ） 水分子對膠體粒子的撞擊 膠體粒子有吸附能力 膠體粒子帶電 膠體粒子質(zhì)量很小，所受重力小 A、 B、 C、 D、設疑若給Fe(OH)3膠體通直流電，膠體粒子的運動會怎樣呢？Fe(OH)3膠體的電泳實驗，請觀察：現(xiàn)象：通電后，U型管里陰極附近的紅褐色逐漸變深，陽極附近的紅褐色逐漸變淺。從現(xiàn)象可看出，陰極附近Fe(OH)3膠粒增多了，說明在電場作用下，膠粒作了定向移動。設問通電后，F(xiàn)e(OH)3膠粒移向陰極，說明Fe(OH)3膠粒具有什么樣的電性？回答Fe(OH)3膠粒帶正電。小結像Fe(OH)3膠體

15、，在外加電場作用下，膠粒在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象，叫做電泳。3.電泳：在外加電場作用下，膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象，叫做電泳。設疑為何膠體粒子會帶電呢？膠體是否帶電？Fe(OH)3膠粒為何帶正電？分析膠體粒子小表面積大吸附能力強可吸附溶液中的離子Fe(OH)3膠粒只吸附陽離子，帶正電向陰極移動陰極區(qū)液體顏色變深。歸納膠體粒子小表面積大帶電向電極作定向移動。旁白圖中大球表示膠粒，表示被膠粒吸附的離子的種類。膠粒因吸附陽離子或陰離子而帶電荷，在外加電場作用下向陰極或陽極作定向移動。講述一般來說，在同一膠體中，由于膠粒吸附相同的離子因而帶同種電荷，如Fe(OH)3膠粒帶正電荷。

16、但膠體本身不帶電，我們不能說Fe(OH)3膠體帶正電。那么，哪些膠體粒子帶正電荷，哪些膠體粒子帶負電荷呢？帶正電荷膠粒帶負電荷膠粒金屬氫氧化物金屬氧化物金屬硫化物(如Sb2S3)非金屬硫化物(如As2S3)非金屬氧化物(如SiO2泥沙)硅酸鹽(土壤和水泥)但并非所有膠粒都帶電荷【應用】在陶瓷工業(yè)上常遇到因陶土里混有Fe2O3而影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。解決方法之一是把這些陶土和水放在一起攪拌，使粒子大小在1nm100nm之間，然后插入兩根電極，接通直流電源，這時陽極聚積 ，陰極聚積 ，理由是 。 討論同一膠體中膠粒帶同種電荷，會產(chǎn)生怎樣的作用力？這種作用力對膠體的性質(zhì)有何影響？由于同種膠粒帶同種電荷

17、，它們之間相互排斥而不易聚集沉降，這就是膠體一般穩(wěn)定的主要原因。小結膠體分散系穩(wěn)定的原因：同種膠粒帶同種電荷，相互排斥而不易聚集；布朗運動能克服重力作用，膠粒不易沉積。過渡方才，我們分析了膠體穩(wěn)定的原因，其中膠體粒子帶電是重要的因素。那么，能否想出針對性的辦法破壞膠體的穩(wěn)定性，使膠粒彼此聚集長大而沉降呢？4.膠體的聚沉：分散質(zhì)粒子相互聚集而下沉的現(xiàn)象，稱為膠體的聚沉。方法：歸納1.加電解質(zhì)；實例：豆?jié){里加鹽鹵(MgCl2·6H2O)或石膏(CaSO4·2H2O) ,使之凝聚成豆腐；水泥里加石膏能調(diào)節(jié)水泥漿的硬化速率；.在江河與海的交匯處形成的沙洲。2.加帶相反電荷的膠粒。演

18、示向盛有Fe(OH)3膠體的試管中滴入MgSO4溶液，振蕩。觀察?，F(xiàn)象：產(chǎn)生渾濁。實例：用明礬、氯化鐵等凈水；不同種類的墨水混合使用時有沉淀產(chǎn)生，使墨水失效。3.加熱，使膠粒的運動加快，更容易相互碰撞而結合在一起，形成較大的顆粒，而聚沉。實例：淀粉溶液加熱后凝聚成了漿糊凝膠，蛋清加熱后凝聚成了白色膠狀物(同時發(fā)生變性)。過渡以上我們緊緊圍繞膠體粒子大小的特征，研究了膠體所具備的重要性質(zhì)。借此，可以認識和解釋生活中的一些現(xiàn)象和問題。5、滲析利用半透膜把膠體中混有的離子或分子從膠體溶液里分離的操作，叫做滲析。其原理為膠體微粒不能透過半透膜，而溶液中的分子和離子能透過半透膜。 應用：膠體凈化、提純使

19、膠體和溶液分離具體實例：腎病的透析6.膠體的應用（1）工業(yè)除雜、除塵。點擊試題1在水泥和冶金工廠常用高壓電對氣溶膠作用，除去大量煙塵，以減少對空氣的污染。這種做法應用的主要原理是A.電泳B.滲析C.凝聚D.丁達爾現(xiàn)象講述以上一例是膠體電泳性質(zhì)在冶金工業(yè)中的應用。電泳原理還可用于醫(yī)學診斷（如血清紙上電泳）和電鍍工業(yè)上。（2）.土壤的保肥作用點擊試題2已知土壤膠粒帶負電，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效較差的是A.（NH4）2SO4B.NH4HCO3 CNH4NO3D.NH4Cl（3）明礬的凈水作用。點擊試題3自來水廠曾用綠礬和氯水一起凈水，請用離子方程式和簡要文字敘述有關的原理。答案：2F

20、e2+Cl2=2Fe3+2Cl，F(xiàn)e3+3H2OFe（OH）3+3H，Cl2+H2OH+Cl+HClO，HClO起殺菌、消毒作用，F(xiàn)e(OH)3有膠體性質(zhì)，其帶正電的Fe(OH)3膠粒吸附帶負電的水中懸浮物、泥沙等而造成聚沉而達到凈水目的。（4）江河入?？谔幮纬扇侵撄c擊試題4為什么河流入海處，易形成三角洲？板書（5）豆腐的制作原理點擊試題5豆?jié){里放入鹽鹵或石膏，為什么可制成豆腐？【試題1】下列事實與膠體性質(zhì)無關的是（）在豆?jié){里中入鹽鹵做豆腐  膠體可透過濾紙但不能透過半透膜，因此，可用過濾法分離膠體和濁液，用滲析法分離和提純膠體  一束平行光線照射蛋白

21、質(zhì)溶液時，從側面可看到光亮的通路  三氯化鐵溶液中滴入氫氧化鈉溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀  腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析進行治療  水泥、冶金廠常用高壓電除去工廠煙塵，以減少對空氣的污染小結膠體的應用很廣，隨著技術進步，其應用領域還將不斷擴大。設問通過本節(jié)的學習，我們了解了多少？你認為本課重點是什么？總結本節(jié)我們主要學習了膠體的性質(zhì)，并了解了膠體性質(zhì)在實際中的應用。那么膠體性質(zhì)與膠體粒子大小的關系是什么？歸納三種分散系的比較分散系溶液膠體濁液分散質(zhì)微粒直徑   分散質(zhì)微粒   能否透過濾紙   能否透過半透膜