高中化学必修第一册《第一节 物质的分类及转化》教学设计

第一章　物质的分类及转化
第1.1节　物质的分类
《物质的分类》主要包括了简单分类法及其应用和分散系及其分类两个内容。新课标中要求根据物质的组成和结构进行分类。在整个高中化学中，本节课起到很好的承先启后、提纲挈领的重要作用。学生通过对分类法的学习能够对以往的化学知识进行系统化的梳理，并且为今后将要学习的更为庞大的化学知识体系奠定重要的基础。同时学生学习了这种分类方法，打破了以往化学中以“族”的概念来学习化学知识，而以元素及其化合物的类别的视角去研究化学，从而使得化学知识更具有生活性。
【核心素养】
宏观辨识与微观探析：学会根据物质的组成和性质对物质进行分类，理解分类的多样性，知道交叉分类法和树状分类法。
变化观念与平衡思想：通过探究活动，学习与他人合作交流，提高分析问题和解决问题的能力。
实验探究与创新意识：通过对胶体性质的实验探究，让学生进一步体会实验方法在化学研究中的重要作用，使学生学会科学、合理运用观察、比较、实验等方法，提高学生的实验、 推理、分析、归纳能力。
科学精神与社会责任：通过本节课的学习，对自己所熟悉的知识进行分类，感受到分类法对化学科学研究和学习的重要性，能在以后学习生活中中进行实际应用。
【重难点】
1.知道分类方法并能根据物质的组成和性质对物质进行分类
2.胶体、溶液、浊液之间的比较，胶体性质
【课前准备】
学生自主预习、多媒体课件
【教学过程】
新课引入：
开门见山，直接引入课题。
新课讲授：
1、分类的方法
1、单一分类法
单一分类法就是对被分类的对象只用一种标准进行分别归类的分类方法
只含一种元素的物质不一定是单质，如：O2、O3的混合物、金刚石与石墨的混合物等，只含有一种元素的纯净物才是单质。
2、交叉分类法
交叉分类法就是对被分类的对象应用多种不同的单一分类法进行分类
被分类的物质 物质类型 分类标准
3、树状分类法
树状分类法是对同类事物按照某种属性进行分类。被分类的对象的整体与分出类型间的关系以树状陈列式表示。
2、物质的分类
1、物质分类的依据
（1）根据物质的组成和性质分类
（2）物质分类的方法
从不同角度对物质进行分类，可以得到不同的结果。例如，根据物质的溶解性可把物质分为易容物、微溶物、难溶物等；根据在水溶液中或熔融状态下能否导电，可将化合物分为电解质和非电解质。根据某些物质在氧化还原反应中的得失电子情况可将反应物分为氧化剂和还原剂。
2、根据物质类别研究物质的性质
研究单质、氧化物、酸碱盐之间的相互关系，首先要选定一类物质，预测它可能与哪些类别的物质发生反应，然后选出各类物质的代表物，探究他们之间能否发生反应。
3、物质的类别与价态关系
物质的类别不同，其性质不同，即使是同种元素，化合价不同，其性质也不一样。如：硫元素有多种价态，Na2S、H2S中硫元素显负二价，硫单质中硫元素的化合价为零价。
认识一定价态的元素与有关物质间的对应关系，了解物质的分类情况，就可以把某一元素的各个价态与所对应物质的类别联系起来。
三、分散系
1、定义
把一种或多种物质分散在另一种或多种物质中所得到的体系，叫做分散系。
2、组成
(1)、被分散的物质称作分散质，能够分散其它物质的物质称作分散剂
(2)、分散质、分散剂均可以是气态、液态或固态
四、分散系的分类
（1）根据分散质和分散剂的状态不同，它们之间有以下九种组合方式：
分散质状态 分散剂状态 实例
气 气 空气
液 气 云、雾、水蒸气
固 气 大气中可吸入颗粒
气 液 汽水、自来水、盐酸
液 液 白酒、牛奶、果汁
固 液 食盐水、糖水
气 固 泡沫塑料
液 固 珍珠
固 固 有色玻璃、合金
（2）当分散剂是液体时，按分散质粒子直径的大小不同，可把分散系分为三类：
溶液：分散质粒子直径小于1nm
胶体：分散质粒子直径在1~100nm之间
浊液（悬浊液、乳浊液）：分散质粒子直径大于100nm
三种分散系的本质区别是分散质粒子直径的大小不同
（3）几种分散系的区别
溶液 胶体 浊液
悬浊液 乳浊液
分散质微粒的直径 <1nm 1~100nm >100nm >100nm
分散质微粒 小分子或离子 许多分子集合体或高分子 大量分子聚集成的固体小颗粒 大量分子聚集成的小液滴
实例 酒精 氢氧化铁胶体、淀粉溶液 泥水、石灰浆 油水混合物、油漆
外观 均一、透明 均一、透明 不均一、不透明，久置出现沉淀 不均一、不透明，久置分层
稳定性 稳定 较稳定 不稳定 不稳定
能否透过滤纸 能 能 不能 不能
能否透过半透膜 能 不能 不能 不能
鉴别 无丁达尔效应 丁达尔效应 静置沉淀 静置分层
五、胶体
1、胶体的定义
分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系
2、胶体的分类
（1）根据形成胶体的分散剂的状态可把胶体分成三类：液溶胶、固溶胶、气溶胶
分散剂状态 胶体类别 实例
气体 气溶胶 雾、云、烟
液体 液溶胶 氢氧化铁胶体、鸡蛋清、牛奶、豆浆、墨水
固体 固溶胶 大多数天然宝石、有色玻璃、土壤
（2）根据分散质成分类别不同，分为两类：
分散质成分 胶体类别 实例
小粒子聚集而成 粒子胶体 氢氧化铁胶体
有机高分子 分子胶体 蛋白质（鸡蛋清、豆浆）、淀粉溶液
3、胶体的性质
(1)介稳性
胶体具有较强的稳定性，其原因是：①胶体中胶粒直径较小，被介质分子碰撞，不易上浮或下沉 ②胶体中胶粒带有同种电荷，相互排斥使胶体不易聚沉。
(2)丁达尔效应
当一束可见光通过胶体时，可以看到一条光亮的“通路”。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线的散射(光波偏离原来方向而分散传播)形成的，叫作丁达尔效应。
说明：①光束通过胶体时看到的光柱，并不是胶体粒子本身发光，而是胶体粒子对光线散射所形成的 ②丁达尔效应是区别溶液和胶体的一种常用的物理方法
(3)布朗运动
胶体粒子在分散系中做永不停息的、无秩序的运动，布朗运动的产生与分散剂分子对胶粒无休止的随机撞击有关，并不是胶粒本身固有的性质。
(4)电泳
由于胶粒带有电荷，所以在外加电场的作用下，胶粒就会向着与其电性相反的电极做定向移动，这种运动现象叫电泳。如Fe(OH)3胶粒带正电，通电一段时间后，带正电的Fe(OH)3胶粒向阴极移动。
注意：胶体是电中性的，而有的胶粒是带电的
再如冶金厂的大量烟尘可用高压电除去，就是利用了气溶胶的电泳。
【说明】由于带电的离子在通电时也能发生定向移动，故不能用电泳现象来区分溶液与胶体。
(5)胶体的聚沉
一定条件下中和胶粒所带的电荷，胶粒就会聚集成大颗粒，从而形成沉淀，这种性质叫胶体的聚沉。通常聚沉的方法有：
①加热：加热时，能量升高，胶粒运动加剧，它们之间碰撞机会增多，导致胶体凝聚。如长时间加热时，Fe(OH)3胶体就发生凝聚而出现红褐色沉淀。
②加电解质：在溶液中加入电解质，这就增加了胶体中离子的总浓度，而给带电荷的胶体微粒创造了吸引相反电荷离子的有利条件，从而减少或中和原来胶粒所带电荷，使它们失去了保持稳定的因素。再加上粒子在不停地做布朗运动，在相互碰撞时，就可以聚集起来，迅速沉降。
③加带异性电荷胶粒的胶体：若两种胶体的胶粒带有相反的电荷，相遇时就会互相中和电荷，从而聚集成大颗粒而沉积。
4、胶体的应用
（1）农业生产：土壤的保肥作用；土壤里许多物质如土，腐殖质等常以胶体形式存在。
（2）医疗卫生：血液透析；血清在纸上电泳；利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。
（3）日常生活：制豆腐（胶体的聚沉）；明矾净水。
（4）自然地理：江河入海口处形成三角洲的原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成的胶体发生聚沉。
（5）工业生产：制有色玻璃（固溶胶）；冶金工业利用电泳原理选矿；原油脱水等。
5．Fe(OH)3胶体的制备
（1）实验原理

FeCl3 ＋ 3H2O = = Fe(OH)3(胶体) ＋ 3HCl
（2）实验操作
向洁净的烧杯中加入25mL蒸馏水，用酒精灯加热至沸腾，向沸水中逐滴滴入5－6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色时，停止加热。
（3）注意事项
①用蒸馏水。不可用自来水代替蒸馏水制Fe(OH)3胶体，因为自来水中含有的某些电解质会使Fe(OH)3胶粒聚集成更大颗粒，产生Fe(OH)3沉淀。
②用饱和溶液。用FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体，一般不用稀溶液。
③不能搅拌。滴加FeCl3溶液的速度不能过快，不能用玻璃棒搅拌，否则会使Fe(OH)3胶粒形成大颗粒Fe(OH)3沉淀
④加热。为了加快反应，采用加热的方法，但当溶液呈红褐色时就要停止加热，加热过度会破坏胶体，生成Fe(OH)3沉淀。
⑤书写方程式时，应用“==”不用可逆符号，而且不能写“↓”符号
6、胶体的提纯（渗析法）
由于胶体微粒直径较大，不能透过半透膜，可利用半透膜提纯精制胶体，该方法称为渗析法，如图：
滲析法常用于分离、提纯胶体（注意：提纯后的胶体仍然是混合物）
课堂练习：
1、组成中含有氢氧根的盐叫做碱式盐，酸根中含有氢元素的盐叫酸式盐。下列盐中，既不是碱式盐，也不是酸式盐的是（ ）
　　A．NaHSO4　　　 B．Cu2(OH)2CO3　　　 C．Ca(H2PO4)2　　　 D．NH4NO3
【答案】D
【解析】由题意可知A和C为酸式盐，B为碱式盐，故只有D符合题意。
2、只由两种元素组成的化合物，其中一种是氢元素，这类化合物称为氢化物。下列物质不属于氢化物的是（ ）
　　A．H2O　　　 B．NH3　　　 C．HNO3　　　 D．NaH
【答案】 C
【解析】氢化物只由两种元素组成，HNO3中含有H、N、O三种元素，不属于氢化物。
3、下列关于酸、碱、盐中元素组成的说法正确的是（ ）
A．酸、碱一定含氢，盐一定不含氧 B．酸、碱、盐可以不含金属元素
C．碱、盐可能含氧，酸一定含氧 D．盐一定含金属元素，酸、碱一定含氧
【答案】B
【解析】酸可分为含氧酸和无氧酸，盐酸中不含氧元素，碱中一定有氢氧元素；盐可为无氧酸盐，如氯化钠，也可为含氧酸盐，如硫酸钠；盐可以不含金属元素，如铵盐。
4、分类是学习和研究化学的一种重要方法，下列分类合理的是（ ）
　 A．K2CO3和K2O都属于盐　　　　　 B．KOH和Na2CO3都属于碱
　 C．H2SO4和HNO3都属于酸　　　 D．Na2O和Na2SiO3都属于氧化物
【答案】C
【解析】A中氧化钾为氧化物，故A错，B中碳酸钠为盐，故B错，D中硅酸钠是盐，故D错。
5、在物质分类中，前者包括后者的是（ ）
　 A．氧化物、化合物　　　　　　　　　　B．溶液、胶体
　 C．分散系、溶液　　　　　　　　　　　D．酸性氧化物、化合物
【答案】C
【解析】A中化合物不一定是氧化物，故A错，B中胶体和溶液是两个对立的概念，互相之间谁都不包含誰，故B错，D中化合物不一定是氧化物，更加不会是酸性氧化物，故D错。
金属单质
单质
非金属单质
纯净物
酸、碱、盐
化合物
物
质
混合物
碳酸钠
钠盐
以物质所含金属元素的不同进行划分
钾盐
硫酸钠
硫酸钾
硫酸盐
以物质所含酸根的不同进行划分
碳酸盐
碳酸钾
金属
混合物
有机化合物
非金属氧化物
金属氧化物
盐
碱
酸
氧化物
无机化合物
非金属
化合物
单质
纯净物
物质