《1、元素與物質(zhì)的分類》教學設計(安徽省縣級優(yōu)課)x-化學教案

一種重要的混合物-膠體【教學設計思路分析】理論依據(jù)內(nèi)容組織教學活動生活實例感受膠體性質(zhì)在生活中的存在生活生活實例感受膠體性質(zhì)在生活中的存在生活氣溶膠丁達爾實驗氣溶膠丁達爾實驗液溶膠丁達爾實驗液溶膠丁達爾實驗掌握丁達爾效應的本質(zhì)和原理化學掌握丁達爾效應的本質(zhì)和原理化學固溶膠丁達爾實驗固溶膠丁達爾實驗溶液、濁液丁達爾實驗 溶液、濁液丁達爾實驗課外資料了解膠體課外資料了解膠體研究的重要意義科學 【教學設計方案】一、教學目標：知識與技能：1、掌握膠體的定義、分類及其主要通性——丁達爾效應，并能描述丁達爾效應的現(xiàn)象，了解丁達爾效應的本質(zhì)、成因及意義。認識生活中常見的膠體，能列舉出一些生活中的丁達爾效應，并學會解釋。認識膠體與溶液、濁液之間的本質(zhì)區(qū)別過程與方法：1、初步學習實驗探究的方法，通過簡單的實驗證明不同分類的膠體——氣溶膠、液溶膠、固溶膠具有丁達爾效應。2、通過已學過的濁液、溶液和膠體的分散質(zhì)粒子直徑的差別，推測丁達爾效應的本質(zhì)原因，感受探究的過程。（三）情感態(tài)度與價值觀：1、體會丁達爾效應的神奇之處，通過實驗探究建立對化學的熱愛2、培養(yǎng)從不同方面思考問題、從而提出新假設的思維方式和能力。二、教學重點：膠體的性質(zhì)與應用教學難點：丁達爾效應的形成本質(zhì)教學方法：實驗探究法多媒體輔助教學法教學過程：教師活動學生活動備注[新課引入]“只見一片花朵狀的云朵射出萬丈光芒。有的光透過云縫直射到水面上，水面上頓時微波粼粼；有的光經(jīng)過薄薄的云霧射向太陽，有了這道光，又使太陽增添了幾分光彩；還有的光射向藍藍的天空，把天空染成了紅色或者紫色……”（朗讀并展示圖片）老師剛剛描述的，就是現(xiàn)在屏幕上展示的這些照片，同學們有沒有在生活中看見類似的美景呢？這樣宏偉而壯麗的景象是怎么產(chǎn)生的？我們?yōu)槭裁茨芤姷竭@種光芒萬丈的景象呢？英國物理學家約翰·丁達爾在1869年首先發(fā)現(xiàn)和研究了膠體中的上述現(xiàn)象，所以，這種現(xiàn)象就被取名為丁達爾效應。聆聽并欣賞。[同學討論并描述]:有！在上學或放學的路上有時會見到。通過優(yōu)美的文字和美麗的圖片引入丁達爾效應，激發(fā)學生的學習興趣。[提問]丁達爾是通過研究膠體發(fā)現(xiàn)了丁達爾效應，那我們就你們預習的結果來討論一下什么是分散？系什么是膠體？請同學們回答下列問題。[回顧預習]根據(jù)分散系的概念的學習，我們已經(jīng)知道：如果按照分散質(zhì)粒子的（）來分類，可以把分散系分為（）、（）和（）。連線題：膠體小于1nm濁液1—100nm溶液大于100nm而膠體還可以根據(jù)其分散劑的狀態(tài)劃分為：（）、（）和（）膠體性質(zhì)之一：丁達爾效應[講解]那么膠體有哪些性質(zhì)呢？剛開始上課詩歌中所描述的現(xiàn)象就是膠體的一個性質(zhì)，我們將其稱為丁達爾現(xiàn)象[講解]丁達爾通過研究發(fā)現(xiàn)：當一束光線透過膠體，從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的“通路”，這種現(xiàn)象叫丁達爾現(xiàn)象，也叫丁達爾效應。[講解]通過丁達爾效應的概念和我們對分散系的復習，同學們能夠說出，我們在課的開始看到的“光芒萬丈”是在那種分散系中出現(xiàn)的？分散劑和分散質(zhì)又各是什么呢？當然，除了引課的例子外，生活中還經(jīng)常出現(xiàn)很多相似的現(xiàn)象。那位同學能舉幾個例子？[學生回答]：大??；溶液、膠體和濁液；[學生完成]膠體小于1nm濁液1—100nm溶液大于100nm[學生回答]氣溶膠、液溶膠、固溶膠。學習概念[學生回答]這種丁達爾效應是在氣溶膠中的體現(xiàn)的。以空氣為分散劑、細小塵埃和水滴為分散質(zhì)。[學生回答]比如：霧天行駛的汽車的燈光、早晨樹林中出現(xiàn)陽光的光路等。難度低的概念交給學生，提高學生主動學習的能力簡單講解丁達爾效應的概念。與導課聯(lián)系起來。結合生活中的例子。[提問]我們已經(jīng)知道了，丁達爾效應可以在氣溶膠中的體現(xiàn)，那么，在液溶膠和固溶膠中，是否也存在相似的現(xiàn)象呢？我們能不能設計簡單直觀的實驗來證明呢？提出問題，設計實驗，動手操作。請同學們設計實驗來驗證氣溶膠、液溶膠和固溶膠中的丁達爾效應。[實驗1]氣溶膠的丁達爾實驗霧-氣氣溶膠首先，我們?nèi)绾沃圃祆F-氣氣溶膠呢？[引導]對，為了使現(xiàn)象更加明顯，我們可以向透明玻璃燒杯中噴霧，然后用激光筆照射，觀察現(xiàn)象。（2）煙-氣氣溶膠那我們?nèi)绾沃苽錈?氣氣溶膠很好，那我們就用其中較簡單的方法來進行驗證實驗。通過親手實驗，同學們可以得出什么結論呢？[學生討論]可以用噴霧瓶向空氣中噴霧或使水蒸發(fā)冷凝來制造霧-氣氣溶膠[學生進行實驗并觀察]可以看到明顯的光亮的光路。[學生討論]可以點燃一支衛(wèi)生香，將燒杯罩在香上部?；蛟谠嚬苤屑訜崧然@固體，用激光筆照射試管上部，觀察現(xiàn)象。[實驗并觀察現(xiàn)象]可以看到明顯的光亮的光路。[結論]氣溶膠中存在丁達爾效應。學生設計實驗并驗證學生設計實驗并驗證猜想[實驗2]液溶膠的丁達爾實驗請同學們閱讀教材，我們來制備Fe(OH)3液溶膠。制備Fe(OH)3膠體。取一燒杯，加入20mL蒸餾水，加熱至沸騰。然后向沸水中滴加FeCl3飽和溶液1-2mL。繼續(xù)煮沸，待溶液呈紅褐色后，停止加熱，得Fe(OH)3膠體。從側面用激光筆照射，觀察現(xiàn)象。那么通過這個實驗，我們又可以得出什么結論？[學生活動]閱讀教材。[實驗并觀察現(xiàn)象]可以看到明顯的光亮的光路。[結論]液溶膠中存在丁達爾效應。進行實驗并驗證猜想[實驗3]固溶膠的丁達爾實驗我們可以使用較為常見的固溶膠，比如厚玻璃；也可以自己制作固溶膠，比如熬制蔗糖固溶膠等等。今天我們就選擇比較簡單的方法。取一塊厚玻璃，用激光筆照射，觀察現(xiàn)象，并給出結論。[實驗并觀察現(xiàn)象]可以看到明顯的光亮的光路。[結論]固溶膠中存在丁達爾效應。進行實驗并驗證猜想[講解]通過上面所有的實驗，以及我們得出的一個個結論，我們可以總結為：[學生回答]膠體（不管是氣溶膠、液溶膠還是固溶膠）都具有丁達爾效應?？偨Y歸納[提問]既然我們已經(jīng)證明了，膠體具有丁達爾效應，那我們可不可以反過來說：具有丁達爾效應的都是膠體呢？溶液和濁液是否具有丁達爾效應呢？[學生思考]提出問題[實驗4]溶液的丁達爾效應實驗向燒杯中加一定量的硫酸銅溶液，用激光筆照射，觀察現(xiàn)象。[實驗并觀察現(xiàn)象]不能看到光路。[結論]溶液中不存在丁達爾效應進行實驗并驗證猜想[實驗5]濁液的丁達爾效應實驗向燒杯中加一定量的泥水，用激光筆照射，觀察現(xiàn)象。靜置，用激光筆照射上層清液，觀察現(xiàn)象。這又是為什么呢？我們可以從原理上來分析一下。[實驗并觀察現(xiàn)象]不能看到光路。[實驗并觀察現(xiàn)象]上層清液能看到光路，但光路不明顯。進行實驗并驗證猜想[講解]（播放動畫）要解釋濁液中的丁達爾效應現(xiàn)象，我們要從丁達爾效應的原理來入手。我們能夠看到明顯的光路實際上是由于光的散射作用。在光的傳播過程中，光線照射到粒子時，如果粒子大于入射光波長很多倍，則發(fā)生光的反射；如果粒子小于入射光波長，則發(fā)生光的散射。對于膠體，粒子大小在1-100nm之間，小于可見光波長（400nm～700nm）。對于溶液，雖然分子或離子更小，但因散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱，因此溶液對光的散射作用很微弱。此外，散射光的強度還隨分散體系中粒子濃度增大而增強。所以說，膠體能有丁達爾現(xiàn)象，而溶液沒有，可以采用丁達爾現(xiàn)象來區(qū)分膠體和溶液。對于濁液，粒子大小較大，大多發(fā)生光的反射，所以看不到丁達爾效應，但是有一些濁液（粒子大小在100-400nm）從理論上是可能出現(xiàn)散射，看到較不明顯的光路。所以我們不能片面的說濁液沒有丁達爾效應。我們一般也不用丁達爾效應來區(qū)別濁液與膠體或溶液。[結論]膠體都有丁達爾效應，而逆命題“有丁達爾效應的都是膠體”是片面的。所以，丁達爾效應是用來區(qū)分膠體和溶液的一種常用的方法。應用：舞臺燈光[學生活動]觀看動畫并掌握丁達爾效應的原理掌握丁達爾效應的原理。學習從原理上解釋溶液、膠體、濁液存在丁達爾效應與否的原因。膠體性質(zhì)之二介穩(wěn)性（聚沉）[講解]膠體的分散質(zhì)粒子直徑在溶液粒子和濁液粒子之間，所以穩(wěn)定性比濁液強比溶液差，我們稱之為介穩(wěn)性。由于介穩(wěn)性的存在當膠體加入電解質(zhì)溶液，加入相反電荷的膠體，加熱或攪拌，都會發(fā)生聚沉。應用：制豆腐；不同品種的墨水不能混用；明礬凈水；江河入?？谛纬扇侵?。[提問]兩位同學制備氫氧化鐵膠體時，一位同學采用自來水，一位同學不斷攪拌，他們能否得到氫氧化鐵膠體，為什么？膠體的性質(zhì)之三：電泳現(xiàn)象[講解]在電場的作用下，膠體粒子會在分散劑里做定向移動，這種現(xiàn)象叫做電泳[實驗]在盛有氫氧化鐵膠體的U行管上加外加電源，觀察實驗現(xiàn)象。應用：工業(yè)除塵；血清電泳診斷疾病[意義]膠體的意義1861年，隨著膠體化學的建立，科學家們開始了對直徑為1—100nm的粒子體系的研究工作。自20世紀80年代開始出現(xiàn)納米研究熱以來，在世界范圍內(nèi)，各國的學者、工程技術人員從各個不同方面、不同層次，用各種方法對納米科學與技術進行了空前廣泛的研究與探討。納米材料在生物、環(huán)境保護、醫(yī)療、紡織印染、催化、計算機技術等方面都有著重要的應用。但是，納米顆粒是我們用肉眼（包括光學顯微鏡）看不見的。學生聆聽，并試著理解解釋這些應用學生思考討論，得出兩人均不能制出氫氧化鐵膠體。自來水中含電解