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1、胶体教材分析 作者： 黄向星 (高中化学 新疆伊犁霍城化学一班 ) 评论数/浏览数： 5 / 228 发表日期： 2008-07-14 13:36:58 本节教材内容的深广度控制到什么程度？本节教材的知识发展脉络是什么？相关概念原理知识的功能与价值是什么 胶体的教学教材分析 黄向星如果说第一章是从化学科学研究手段化学实验方面展开化学科学的话，那么，本章则是从化学学科内容方面展开化学科学。作为从学科内容方面使学生认识化学科学的启始章，本章是连接义务教育阶段化学、科学与高中化学的纽带和桥梁，对于发展学生的科学素养，引导学生有效地进行高中阶段的化学学习，具有非常重要的承前启后的作用。“承前”意味着要
2、复习义务教育阶段化学的重要内容，“启后”意味着在复习的基础上要进一步提高和发展，从而为化学必修课程其他章的学习，乃至整个高中阶段的化学学习奠定重要的基础。因此，本章在全书中占有特殊的地位，具有重要的功能，是整个高中化学的教学重点之一。本节教材内容的深广度控制到什么程度？化学物质及其变化是化学科学的重要研究对象。对于多达千万种的化学物质和为数更多的化学反应，人们要想认识它们的规律性，就必须运用分类的方法，分门别类地进行研究。这既反映了化学科学的发展规律，也符合学生的认知规律。因此，对化学物质及其变化的分类是本章的一条基本线索。考虑到学生进入高中阶段进行化学学习时，一般都需要复习初中的知识，如化学
3、基本概念和原理，重要物质的性质，以及各种物质间的化学反应等。把化学反应与物质分类编排在高中化学的第二章 ,使学生对物质的分类、离子反应、氧化还原反应等知识的学习，既源于初中又高于初中，既有利于初、高中知识的衔接，又有利于学生运用科学过程和科学方法进行化学学习，立意更高些。从物质分类来看，纯净物的分类，学生在初中已经较为系统地学习过，在这里主要是通过复习使学生进一步系统化。溶液和浊液这两种混合物虽然初中也学习过，但是，还没有从分散系的角度对混合物进行过分类。因此，分散系和液态分散系的分类、胶体及其主要性质是高中化学的新知识。胶体是物质的一种存在形式，它是一种混合物体系。胶体知识与学生以前所学的知
4、识有所不同，它研究的不是某种物质所特有的性质，而是物质的聚集状态所表现出来的性质。对学生而言，这是一个较为陌生的领域，是学生通过分类思想来研究物质、观察物质的新切入点。教科书根据这一特点，结合分类方法介绍了按照分散质和分散剂所处的状态得出的9种分散系，然后从分散质粒子的大小引出了胶体的概念，再通过实验对胶体与溶液、浊液的探究，得出胶体的一种重要性质丁达尔效应。这样使学生在了解胶体的这一重要性质的基础上，认识到物质的性质不仅与物质的结构有关，还与物质的存在状态有关，从而拓宽了学生的视野，使学生对事物的复杂性有进一步的认识。值得注意的是，教科书最后有意识地点明了胶体化学原理和方法与纳米科技发展的关
5、系，让学生理解化学的基本原理与高科技的发展是息息相关的。对于胶体的性质，教科书只是从胶体与溶液区分的角度，涉及了胶体的丁达尔效应。至于渗析、布朗运动和电泳现象并未涉及，胶体的介稳性也只是在“科学视野”栏目中点到为止，并不要求做具体的展开。从化学反应的分类来看，本章涉及了化学反应分类的3个标准。标准（1）是反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少，按此标准划分，可将化学反应分为化合反应 本节教材的知识发展脉络是什么？分解反应、置换反应和复分解反应，这4种反应学生在初中已经学习过，在这里主要是通过复习使学生进一步系统化；标准（2）是反应中是否有离子参加，标准（3）是反应中是否有电子转移，这两
6、个标准初中没有涉及过，因而是高中化学的新知识。离子反应和氧化还原反应在高中化学学习中将大量涉及，因此，这两种反应是重要的化学基础知识，也是学习高中化学其他内容的重要知识基础，因此是本章的重点内容。 对于电解质的概念，教科书没有介绍非电解质和强弱电解质的概念；离子反应则侧重于对离子反应的概念和发生条件的认识，离子反应发生的条件这里也仅限于复分解反应；对离子方程式的书写，在这里并不做要求。对于氧化还原反应，教科书只要求学生知道在氧化还原反应中，某些元素的化合价在反应前后发生了变化。有电子转移（得失或偏移）是氧化还原反应的实质；不要引入“双线桥”“单线桥”以及氧化还原反应方程式的配平等内容。 常见的
7、氧化剂和还原剂也仅限于课本中的例子。关于简单分类法及其应用的教学教科书第一次引入了“简单分类法及其应用”，其目的是使学生认识科学方法对于化学科学研究和化学学习的重要性。但在教学中可能会遇到一定的困难。因此，建议在“思考与交流”活动中，引导学生对具体的案例从不同角度进行分类。例如：案例1 按照物质的组成和性质，对纯净物进行分类，作出树状分类图。然后选择下列合适的物质填在物质类别上。O2、Cu、H2SO4、Ba(OH)2、KNO3、CO2、空气、含镁60%的MgO。案例2 对下列化学反应进行分类（1）硫在氧气里燃烧（2）红磷在氧气里燃烧（3）铁丝在氧气里燃烧（4）铝箔在氧气里燃烧（5）蜡烛在氧气里
8、燃烧对上述5个化学反应可以从不同的角度进行分类。【分类标准1】 是不是化合反应；化学反应（1）、（2）、（3）、（4）为一类；都是化学反应；【分类标准2】 反应物的特点：化学反应（1）、（2）为一类，都是非金属跟氧反应，化学反应（3）、（4）为另一类，都是金属跟氧反应；学了本章全部内容后，还可以对上述反应继续进行分类。【分类标准3】 是不是氧化还原反应：化学反应（1）、（2）、（3）、（4）、（5）为一类，都是氧化还原反应。在学生思考与交流过程中，要使他们感悟到进行分类的目的与意义；同时让他们认识到，当从新的角度探究时，可以学习化学物质的新知识，认识物质之间的新变化，获得科学探究的新体会。相关
9、概念原理知识的功能与价值是什么学习分散系这一内容，首先要突出分类的方法，教科书已经列举了按照分散质或分散系所处的状态，它们之间可以有9种组合形式，但没有具体的例证。教科书要求通过“思考与交流”活动来完成，这对学生有一定的难度。例如，学生无法理解合金属于固体分散质和固体分散剂组成的分散系，空气属于气态分散质和气态分散剂组成的分散系。因此，教师要充分利用学生已有的知识与生活经验，从分类的角度加以积极引导与完善。对于丁达尔效应的教学要把学生在初中学过的悬（乳）浊液、溶液的有关知识及日常接触到的有关事实、现象等联系起来。通过教科书中的“科学探究”活动，把胶体与溶液作对比，使学生在观察、比较的过程中认识
10、胶体本身的特殊性。为避免学生从氢氧化铁胶体（红色）和硫酸铜溶液（蓝色）颜色不同去思考丁达尔效应，可补充食盐溶液和淀粉溶胶的对比实验。观察丁达尔效应时，可同时把溶液和胶体都放在入射光的“通道”上，比较哪一种液体有丁达尔效应。通过对照比较，引导学生抓住粒子直径大小这个关键，正确认识溶液、悬（乳）浊液、胶体的本质特征。关于胶体的聚沉，教科书以“科学视野”的方式呈现，在教学中也可适当介绍，首先应让学生认识胶体具有介稳性，主要是因为同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会互相排斥，要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带的电荷。然后可用一定的时间，让学生展开讨论，提出消除胶粒所带电荷的方案，从中肯定合理的方案
11、。研究胶体的概念时，教师可以“如果空气中没有气溶胶，我们的环境将会是什么样？”为题组织讨论，让学生充分发表自己的意见，相互交流，互相争论，最后得出：“光照下无丁达尔效应空间变得一团漆黑人类难以生存”的结论。这样的教学方式能充分发挥学生的主体作用，激发学生的创新思维，加深对知识的记忆、理解和应用。【科学探究】1.实验所用的FeCl3溶液要饱和但不能浑浊。烧杯里蒸馏水煮沸后，滴加FeCl3溶液时要不断振荡，但不宜用玻璃棒搅拌，也不宜使液体沸腾时间过长，以免生成沉淀。所得胶体应透明、呈红褐色。2.做丁达尔效应的实验时，可以预先用木板或硬纸板做一暗箱，暗箱用带小孔的隔板分为大小两室，小室装一个100
12、W的灯泡，大室可并排放置两个烧杯，同时大室侧面要留有可看到两个烧杯的观察孔。实验时，两个烧杯中一个放胶体，另一个放溶液，注意在溶液中切不要混有灰尘提示：如泥浆水，空气，Ca(OH)2悬浊液，澄清石灰水，海水，江河水，牛奶，豆腐关于本节的教材分析 由于胶体知识与学生以前所学化学知识有所不同，它研究的不是某种物质所特有的性质，而是物质的聚集状态表现的性质，对学生来说这是一个观察、研究物质的新视角，是较为陌生的领域。为了便于学生了解，教材综合丁达尔效应的演示实验从生活中学生见过的现象入手，在学生较熟悉的溶液的基础上引出与溶液性质不同的另一类混合物胶体。在此并不提丁达尔效应一词，只利用丁达尔效应向学生
13、展示溶液与胶体的不同，起到点出课题的作用。在学生知道有溶液、胶体、悬浊液和乳浊液等知识的基础上，给出分散系的概念。然后从有关史实入手，紧扣分散质粒子的大小，给出三种分散系的区别，并引出胶体定义。 结合溶液分散系知识，节后安排了一定量有关溶液溶解度计算的习题，以复习有关知识。本节教学重点：胶体的定义。胶体体系的分类分散质和分散剂有不同的聚集状态(固态、液态、气态)，它们可以组合成不同的分散系。对于两者都是气态的体系，实际上是气体混合物，其性质不属于胶体的范围，这里不讨论；对于气体分散到固体中或液体中的泡沫，及液体分散到液体中的乳状液，它们虽属粗分散系，但常包含于广义的胶体体系内，这里把它们与胶体
14、一起进行分类、比较：以液体为分散剂的胶体是最常见的胶体分散系，根据胶体粒子的不同，它又可以分为憎液胶体和亲液胶体。胶体粒子为多个分子聚集体的是憎液胶体，因其胶粒与分散剂(液体)不亲合(不溶)而得名。从体系的热力学特点考虑，憎液胶体是热力学不稳定体系，是一相(分散质质点)分布在另一相(分散剂介质)中的多相分散体系，体系中的界面(质点与介质之间的相界面)总是要减少、胶体质点趋向于聚集在一起，有发生聚沉而使分散体系破坏的倾向(粗分散体系更易如此)。破坏之后，分散体系不能自动形成，因此，这种胶体又叫做不可逆胶体。分子大小在胶体粒子范围内的高分子溶液，在动力学性质、光散射、流变性等很多方面与胶体的性质极
15、为相似，也属于溶胶，但是高分子溶液是均相的真溶液而不是多相体系，其分散质是单个的大分子，是热力学稳定体系。像小分子溶液一样，只要溶剂不挥发，高分子溶液中溶质和溶剂就不会分离。高分子溶液的溶剂挥发后，得到高分子化合物；若把高分子再放入溶剂中，则又自动溶解而成溶液。因此，它叫做可逆胶体，又叫亲液胶体。在液体介质中，胶体粒子也可以由许多比较小的两亲分子(分子由亲水的极性集团和亲油的碳氢链组成)缔合而成，这就是胶束。胶束的大小也在胶体粒子大小的范围之内，有正胶束(里面为烃核，外层为极性集团，分散在水或其他极性介质中)和反胶束(里面为极性集团，外层为碳氢链，分散在非极性介质中)之分。这类胶体称为缔合胶体，本质上也属于亲液胶体，是热力学稳定体系。胶粒结构在胶体溶液中，表面上吸附有离子的分散相粒子称为胶粒。如 AgI正溶胶示意如下：即在制备溶胶过程中，AgNO3过量，胶核吸附Ag+而带正电，反号离子NO3一部分进入紧密层，另一部分在扩散层。m为组成胶核的分子数目，n为电位离子数目，（nx）是吸附层（紧密层）中反号离子数，x是扩散层中反号离子数。故胶核是大量分散相物质的分子或原子组成的集合体，胶粒是胶核及紧包着它的吸附层所组成的一个能独立运动的带电粒子，胶团
