“膠體”教學(xué)設(shè)計(jì)
2007-01-01 00:00:00陳寅
化學(xué)教學(xué) 2007年5期
文章編號：1005－6629(2007)05－0045－03中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
1 教學(xué)內(nèi)容
[人教版]高中化學(xué)第三冊(必修加選修)第二單元第一節(jié)《膠體》。
2教材分析
膠體知識的學(xué)習(xí)與學(xué)生以前所學(xué)化學(xué)知識有所不同，它研究的不是某種物質(zhì)所特有的性質(zhì)，而是物質(zhì)的凝集狀態(tài)表現(xiàn)的共同性質(zhì)，所以教學(xué)要緊扣分散質(zhì)粒子的大小，讓學(xué)生理解三種分散系的區(qū)別，從而掌握膠體、滲析等知識。
[教學(xué)目標(biāo)]
1 知識與技能
(1)理解膠體及分散系的概念；
(2)理解膠體與其它分散系的區(qū)別；
(3)初步學(xué)會(huì)利用丁達(dá)爾效應(yīng)來鑒別膠體和溶液。
2過程與方法
(1)認(rèn)識到滲析是提純、精制膠體的方法；
(2)認(rèn)識制備Fe(OH)3膠體的方法。
3情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過本主題的學(xué)習(xí)，使學(xué)生感悟到膠體知識與生活、科技和社會(huì)密切相關(guān)，化學(xué)廣泛地影響著現(xiàn)代人類社會(huì)的生活，增加對化學(xué)學(xué)科的認(rèn)同感。
[教學(xué)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)用品]
教學(xué)設(shè)備：實(shí)物投影儀、電腦、電筒等。
實(shí)驗(yàn)用品：飽和FeCl3溶液、NaCl溶液、淀粉膠體(0.01mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L)、AgNO3溶液(0.01mol/L、0.1mol/L、5mol/L)、KI溶液、碘水、蒸餾水、燒杯、試管、鐵架臺等。
[教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)]
重點(diǎn)：(1)分散質(zhì)粒子大小的比較；(2)滲析。
難點(diǎn)：如何利用探究方法來破解上述重點(diǎn)。
[教學(xué)模式]
“引導(dǎo)—探究”模式
[教學(xué)流程]
[教學(xué)詳案]
師：這里有三幅圖，大家看一下，分別表示什么物質(zhì)？
(學(xué)生表示回答不出。)
師：第一幅是1毫米人手部的皮膚；第二幅是白細(xì)胞，它的直徑是1微米；第三幅是DNA分子，現(xiàn)在我們觀察的尺度是1納米。第三幅圖給我們的啟示是：隨著我們認(rèn)識尺度的不同，我們周圍的這個(gè)物質(zhì)世界會(huì)呈現(xiàn)出精彩紛呈的一面。
師：在這里遇到了一系列空間尺度單位。有誰知道毫米、微米、納米與米的換算關(guān)系？
生：1mm=10-3m、1μm=10-6m、1nm=10-9m。
師：在這3種單位中，現(xiàn)在哪個(gè)單位最“時(shí)髦”，引領(lǐng)科技發(fā)展潮流。
生(同聲回答)：是納米。
師：什么是納米級呢？一般把尺度在1nm～100nm范圍的稱為納米級。20世紀(jì)80—90年代后，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)物質(zhì)顆粒尺寸小到納米級時(shí)，物質(zhì)的許多性能發(fā)生質(zhì)變，呈現(xiàn)出許多既不同于宏觀物體，也不同于單個(gè)孤立原子的奇異現(xiàn)象。我想請同學(xué)們談?wù)劊阌袥]有遇到過納米材料，或者談?wù)勀闼赖挠嘘P(guān)納米材料的知識。
(學(xué)生講述他們所了解的有關(guān)納米技術(shù)的知識。)
師：講得很好。我也來講一例，我們知道汽車擋風(fēng)玻璃很容易臟，而且一下雨形成水幕妨礙駕駛員觀察，有家德國公司生產(chǎn)的一種納米涂料，據(jù)說涂了這種納米涂料后，玻璃有自潔凈功能，而且雨水落到玻璃上，會(huì)形成水珠四處滾落，就象荷葉上的水珠一樣，這樣方便駕駛員觀察，提高行駛安全。
師：這里有則《文匯報(bào)》刊載的消息：從2004年1月至8月，我國科技工作者撰寫的有關(guān)納米的文章已是世界第一位，而與此同時(shí)，我國生產(chǎn)的大多數(shù)納米產(chǎn)品的科技含量很低，有的甚至是假納米產(chǎn)品。不管怎樣，現(xiàn)在納米材料、納米科技已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)方面。
師：既然納米材料這么神奇，那么今天我們在教室里就制備出納米級的顆粒，來觀察它到底是何等神奇。
(教師完成Fe(OH)3膠體制備的實(shí)驗(yàn)。)
師：請同學(xué)來講一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。
(學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。)
師：生成的液體明顯與原FeCl3溶液有區(qū)別，你猜測一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)。
生：水解反應(yīng)。
師：請大家寫一下這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式。什么物質(zhì)生成使液體呈紅褐色？
生：生成Fe(OH)3。
師：有沒有形成沉淀？
生(異口同聲回答)：沒有。
師：生成均一、透明，比較穩(wěn)定的液體。
師：我請一個(gè)同學(xué)拿手電筒照一下這兩種液體的試管，看到什么現(xiàn)象？
(學(xué)生做實(shí)驗(yàn)——丁達(dá)爾現(xiàn)象，并描述現(xiàn)象。)
師(一邊演示動(dòng)畫一邊描述)：為什么會(huì)有這種奇異的光學(xué)性能，我告訴大家，剛才實(shí)驗(yàn)我們制備出的是納米級的 Fe(OH)3 顆粒。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是，光照到溶液，溶質(zhì)微粒較小，光透過溶質(zhì)微粒；而照到懸濁液或乳濁液時(shí)，由于濁液中的顆粒或液滴比較大，光發(fā)生反射； 而照到納米級的Fe(OH)3時(shí)，F(xiàn)e(OH)3顆粒不大不小，光線發(fā)生散射現(xiàn)象，從而在液體中形成光亮的通路。溶液和濁液中光的散射都不是很強(qiáng)。剛才的動(dòng)畫只是對這種原理的模擬。我們把這種液體稱為膠體。今天這節(jié)課的課題就是“膠體”。膠體和我們初中學(xué)過的溶液、濁液一樣都是重要的分散系。
師：膠體的種類很多，按照分散劑的不同，可分為液溶膠、氣溶膠和固溶膠。
師：大家思考一下劃分溶液、膠體、濁液這三種分散系的依據(jù)是什么？請大家閱讀書本，然后回答。
生(閱讀書本后)：根據(jù)分散質(zhì)粒子的大小來劃分的，分散質(zhì)粒子小于1nm的是溶液，大于100nm的是懸濁液或乳濁液，分散質(zhì)粒子在1nm—100nm之間的叫做膠體。
師： 剛才制備出的Fe(OH)3 膠體是由許Fe(OH)3分子聚集在一起形成分散質(zhì)粒子，它們的大小在1nm—100nm之間，因此所形成的分散系是膠體。而有些物質(zhì)的分子直徑很大，達(dá)到了膠體粒子大小的限度，這種物質(zhì)溶于水時(shí)也形成膠體，如淀粉膠體。
師：下面請同學(xué)們設(shè)計(jì)出一種篩子，能將濁液、膠體和溶液這三種分散系中分散質(zhì)粒子一一進(jìn)行分離。
(學(xué)生回答的篩子模型如右圖。)
師：篩子每過一層，分別會(huì)留下濁液、膠體、溶液的分散質(zhì)粒子。
師：這里有一燒杯泥水懸濁液，如何分離泥水中分散質(zhì)和分散劑？
生：用濾紙。
師：很好，那如果在泥水中混有淀粉膠體和氯化鈉溶液時(shí)，我們又該如何來分離呢？
生：用濾紙?jiān)囋嚳础?/p>
(教師演示實(shí)驗(yàn)。)
師：從濾出的液體我們可以看出泥水中分散質(zhì)和分散劑已經(jīng)分離了。有什么方法可以檢驗(yàn)還有沒有淀粉和氯化鈉？
生：用硝酸銀溶液和碘水。
(學(xué)生實(shí)驗(yàn)，在混合液中滴加硝酸銀溶液和碘水。)
師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？
生：濾紙不能使膠體與溶液分離。
師：所以濾紙只相當(dāng)于剛才我們畫的篩子中的大篩子。那么有沒有一種篩子能使膠體的分散質(zhì)與離子、小分子分開呢？這種篩子有的，叫做半透膜。日常生活中有許多半透膜，比如雞蛋內(nèi)膜、羊皮紙、動(dòng)物腸衣、玻璃紙等是常見的半透膜，我們來看一段錄像。
(學(xué)生觀看滲析實(shí)驗(yàn)的錄像。)
師：這種使離子或分子從膠體里分離出的操作叫做滲析。通過滲析可以凈化、精制膠體。下面我們將懸濁液、乳濁液、膠體和溶液的性質(zhì)做一個(gè)比較。
師：根據(jù)今天我們所學(xué)，來討論一個(gè)問題“AgNO3和KI溶液反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？”請大家按講義要求實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)真填寫下表。
(實(shí)驗(yàn)完成后，師生共同分析現(xiàn)象，以及由此產(chǎn)生的原因。)
師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？
生：AgNO3和KI溶液濃度不同產(chǎn)物可以不同，如可生成AgI膠體、AgI沉淀。
師：完整地講，產(chǎn)物的凝聚狀態(tài)不同。那么通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們怎樣的啟示？
生：物質(zhì)間的反應(yīng)除與物質(zhì)的本身性質(zhì)有關(guān)外，還與濃度等外界條件有關(guān)。
師：實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)物的聚集狀態(tài)還與溫度的高低有關(guān)。
師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)還能帶給我們什么認(rèn)識層面上的啟示嗎？
生：事物的發(fā)展會(huì)從量變到質(zhì)變。
師：講得很好。今天的學(xué)習(xí)說明了物質(zhì)的性質(zhì)還與物質(zhì)的尺度密切相關(guān)。物質(zhì)的尺度、層次不同，可能它們的性質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出很大的差異。
