【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第三册 第二单元 胶体的性质及其应用 第一节胶体(第一课时)

第一篇：【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第三册 第二单元 胶体的性质及其应用 第一节胶体(第一课时)

第二单元

胶体的性质及其应用

第一节

胶体

●教学目标

1.了解胶体及分散系的概念；认识胶体与其他分散系的区别；学会鉴别及净化胶体的方法。

2.通过丁达尔现象、胶体的制取等实验，培养学生观察和思维的能力。3.对学生进行辩证唯物主义思想方法教育。●教学重点 胶体的概念。●教学难点 胶体概念的建立。●教学方法

实验、分析、对比、归纳、自学等方法。●教具准备

投影仪、多媒体动画、课件；

蒸馏水、NaCl溶液、泥水悬浊液、植物油和水的混合液、FeCl3饱和溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液、淀粉溶液、碘水；

酒精灯、铁架台、烧杯（3个）、小试管（2支）、半透膜袋、激光教鞭。●课时安排

1课时

●教学过程

［引入］首先制取一种液体。

［演示］实验2—1，取烧杯盛约20 mL蒸馏水，加热至沸腾，然后逐滴加入饱和FeCl3溶液1 mL～2 mL。继续煮沸至溶液呈红褐色。观察所得液体。

［展示］NaCl溶液、CuSO4溶液、新制红褐色液体。

［学生活动］请大家观察三种液体并进行对比。［提问］三者在外部特征上有何相似相异性？

［回答］宏观上皆为均一透明的液体，仅颜色不同而已。［追问］那么，新制红褐色液体也是一种溶液吗？ ［回答］甲：是。乙：不是。

［引导］究竟是与否，请看一种现象。

［演示］实验2—2，将分别盛有红褐色液体和CuSO4溶液的烧杯并排于桌上，然后用激光教鞭从一边照射，同时于垂直方向观察。

［现象］光束通过红褐色液体时，形成一条光亮的“通路”，光束通过CuSO4溶液时无此现象。

［继续演示］将上述CuSO4溶液换成NaCl溶液，进行同样操作，观察。［现象］同上。

［设问］观此实验，你有何思考？

［讲述］该实验说明，外观相似的两液体，在性质上有区别。当强光照射而产生光亮通路的现象，自然界也存在。请看课本P15树林中的丁达尔现象。具备这种性质的物质就是本单元要学习的胶体。

［板书］第二单元

胶体的性质及其应用

第一节

胶体

［展示］泥水悬浊液、油水的乳浊液、NaCl溶液，请仔细观察、辨认。［提问］三种混合液的宏观特征是什么？

［回答］浊液不均

一、不稳定、不透明，而溶液是均

一、稳定、透明的液体。［设问］三者又有何相似之处呢？

［学生阅读］课本P16第四自然段，了解相关概念。［板书］

一、分散系、分散质、分散剂

［思考］溶液、悬浊液、乳浊液三种分散系中的分散质分别是什么？其本质区别是什么？ ［分析］溶液中溶质是分散质、呈分子或离子状态，肉眼直接看不到。而悬浊液和乳浊液中分散质是由巨大数目粒子聚集成的肉眼可直观的固体小颗粒和小液滴。显然，其区别在于分散质粒子的大小不同。正于此，使不同分散系的宏观特征和性质产生了较大差异。溶液呈高度均

一、稳定、透明态；浊液不均

一、不稳定、不透明，悬浊液静置产生沉淀，乳浊液静置易分层。

［设疑］现有一混有泥土的食盐水，采用何简单操作可将不溶性泥土颗粒除去？

［答］过滤即可。

［讲］过滤可达目的，说明浊液分散质粒子不能透过滤纸，而分子或离子可畅通无阻。［转引］胶体是一种分散系，那么，胶体分散质粒子能否透过滤纸呢？

［演示］将少量混有泥土的淀粉胶体进行过滤，并往滤液中滴加碘水，观察。［现象与结论］滤液遇碘水变蓝，说明胶体分散质粒子可透过滤纸。［设疑］那么，胶体与溶液相比，分散质粒子的大小又是怎样的呢？ ［展示］鸡蛋壳内膜——半透膜的一种。

［讲述］半透膜具有非常细小的微孔，其孔直径大小约为10 m即1 nm，比滤纸还小，可选择蛋壳膜，动物膀胱膜等。

［投影演示］实验2—3，把少量淀粉胶体与NaCl溶液的混合液注入半透膜袋内，将此袋浸入蒸馏水中，2 min后，用两支试管各取烧杯中的液体少量，向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液，另一支试管中滴加少量碘水，观察：

［现象］在加入AgNO3的试管里出现了白色沉淀；在加入碘水的试管里未发生变化。

［设问］该实验说明什么问题？

＋－［回答］Na、Cl能透过半透膜，而淀粉胶体的粒子不能透过半透膜。［讲述］通过以上一系列实验，可知不同分散系的最本质的区别在于分散质粒子的大小不同。

［投影小结］1.分子、离子、胶体分散质粒子能透过滤纸，而浊液分散质粒子不可。

2.分子、离子能透过半透膜，而胶体分散质粒子不可。3.浊液分散质粒子＞胶体分散质粒子＞溶液分散质粒子。

［讲述］“胶体”一词，早在19世纪60年代，由英国科学家格雷哈姆首次提出。他在实验研究中，发现有些物质如某些无机盐、糖和甘油等，在水中扩散很快，易透过半透膜，这种液体是溶液；另一些物质如蛋白质、淀粉等，在水中扩散慢，且不能透过半透膜，格雷哈姆称它们为胶体。由此可见，胶体、溶液、浊液是根据分散质粒子大小来划分的。

［指导阅读］课本P17第二、三自然段，从分散质粒子大小定义浊液、溶液、胶体。

［板书］

二、胶体

1.概念：分散质粒子在1 nm～100 nm之间的分散系，叫做胶体。

［思考］本课开始之前所制备的红褐色液体是何胶体，其制备原理是什么？

［讲述］将FeCl3溶液滴入沸水中所制得的红褐色液体是Fe（OH）3胶体，它是通过FeCl3的水解反应而制得的。其中分散质粒子是许多Fe（OH）大小在1 nm～3分子的聚集体，－9

nm之间。

［板书］2.Fe（OH）3胶体的制备：水解法。

［提问］请大家写出制备Fe（OH）3胶体的化学反应方程式，并与课本对照寻找问题。［质疑］1.书写制取氧化铁胶体方程式时，中间为什么用“===”，而不用“

”。

2.Fe（OH）3为不溶性物质，为什么写方程式时不写“↓”。［讲述］制备Fe（OH）在加热条件下可促使FeCl3近于完全水解。3胶体采取水解方法，因此方程式书写用“===”，而不用“

”，在此实验条件和操作下，所得为透明胶体，并未产生Fe（OH）3沉淀，因此方程式中不写“↓”。

［板书］FeCl3+3H2OFe（OH）3（胶体）+3HCl ［说明］1.Fe（OH）3在水中分散既能成为胶体，也能形成沉淀而得浊液。因此，胶体不是物质结构的反映，而是物质的一种存在形式，以分散质粒子大小为特征。

2.有些物质的分子直径很大，达胶体粒子大小，因此溶于水时也形成胶体，如淀粉胶体、蛋白质胶体。

3.制备胶体除可用水解法外，还可通过控制分散质粒子大小采用聚集或分散等多种方法制得。同学有兴趣可查阅相关资料。

［转引］无论用何种方法制得的胶体，常常含有一些杂质，因此，需对胶体作净化处理，请根据分散质粒子大小的特点，思考净化方法。

［设疑］淀粉胶体中混有少量NaCl溶液，应怎样提纯和精制淀粉胶体？请设计操作方案，并说明分离原理。

［学生活动后投影小结］1.操作：

（1）在一个50 mL的小烧杯内盛适量的蒸馏水，保证浸没半透膜袋而不溢出。（2）取少量含NaCl溶液的淀粉胶体于半透膜袋中，将其置于小烧杯里。

（3）1 min后取出半透膜，用AgNO3溶液检验烧杯中的液体，AgNO3溶液变浑浊。（4）将（3）中半透膜袋再浸入另一盛蒸馏水的小烧杯中。1 min后取出，用AgNO3溶液检验烧杯中的液体。重复（3）（4）操作，直至检验不出Cl－存在为止。

＋－2.原理：Na、Cl直径较小能透过半透膜，而淀粉大分子不能透过此膜，通过以上操作可将两者分开。

［讲述］利用溶液和胶体中分散质粒子大小的区别，把混有离子或分子杂质的胶体装入半透膜袋，并浸入溶剂中，使离子或分子从胶体里分离出去，这样的操作叫做渗析。可用于胶体的净化、精制。

［板书］3.胶体的净化方法——渗析法

［动画模拟］渗析过程。



○—黄球 直径＞100 nm的粒子

○—红球 1 nm＜直径＜100 nm的粒子

—蓝球 直径＜1 nm的粒子

图2—1

［讲述］黄色小球不能通过微孔直径约100 nm的滤纸，为浊液分散质粒子，红色小球不能通过“微孔”直径约1 nm的半透膜，为胶体分散质粒子，蓝色小球能通过半透膜，为溶液分散质粒子，可见浊液、胶体、溶液三种分散系的本质区别，故采用渗析可以精制某些胶体。

［投影练习］医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析原理同胶体的渗析类似。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。血液中，蛋白质和血细胞不能透过透析膜，血液内的毒性物质则可以透过，由此可以判断

A.蛋白质、血细胞不溶于水，毒性物质可溶于水

B.蛋白质以分子形式存在，毒性物质以离子形式存在 C.蛋白质、血细胞的粒子直径大于毒性物质的粒子直径 D.蛋白质、血细胞不能透过滤纸，毒性物质能透过滤纸

［答案］C ［设疑］以上涉及到的胶体有Fe（OH）3胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、血液等。胶体的种类很多，有些就在我们的身边，那么，日常生活中你见到过哪些胶体呢？

［学生阅读］P17最后一自然段，了解胶体分散系的分类。

［板书］4.胶体的分类

［讲述］胶体种类很多，按分散剂的不同，可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶。具体列表如下，以作了解。

［投影］胶体的分类

［引导］本节我们主要用对比和实验验证的方法从分散质粒子直径大小讨论了胶体，下面对三种分散系进行小结。请完成下表：

［投影］先不给结论。

［总结］胶体是一种分散质粒子直径在1 nm～100 nm之间的分散系。胶体的形成是物质的一种存在形式。不同分散系，由于分散质粒子大小的不同，而在性质上也表现出差异。可见，物质的性质不仅与物质的结构有关，而且与物质的存在形式有关。

［布置作业］1.课本一、二。

2.如何鉴别外观相似的溶液和胶体。●板书设计

第一单元

胶体的性质及其应用

第一节

胶体

一、分散系、分散质、分散剂

二、胶体

1.概念：分散质粒子直径在1 nm～100 nm之间的分散系，叫做胶体。2.Fe（OH）3胶体的制备：水解法

FeCl3+3H2OFe（OH）3（胶体）+3HCl 3.胶体的净化方法——渗析法 4.胶体的分类 ［投影练习］

1.首次提出“胶体”概念的科学家是

A.汤姆逊

B.道尔顿 C.阿伏加德罗

D.格雷哈姆 ［答案］D 2.下列分离物质的方法中，根据粒子大小进行分离的是

A.萃取

B.重结晶

C.沉降

D.渗析

［解析］要明确四种分离物质方法的本质。其中渗析：是利用半透膜将混入胶体中的分子或离子除去而提纯胶体，这里是利用分子或离子的直径小能通过半透膜，而胶体粒子直径较大不能通过半透膜，符合题意。而萃取，重结晶，沉降都是利用溶解度的性质分离的，与粒子大小无关。

［答案］D 3.将淀粉碘化钾混合液装在羊皮纸制成的袋中，将此袋下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯里，过一段时间后取烧杯中液体进行实验，下列现象能证明羊皮纸袋一定有破损的是 A.加入碘水变蓝色

B.加入NaI溶液不变蓝色 

C.加入AgNO3溶液产生黄色沉淀

D.加入溴水变蓝色

［解析］羊皮纸是一种半透膜，淀粉胶粒无法透过半透膜，使I－、K＋能通过半透膜进入蒸馏水中。A中加碘水变蓝色，说明其中有淀粉，可证明羊皮纸袋有破损。D中加入Br2水变蓝色，是Br2与KI反应生成了I2，I2使淀粉变蓝色，也能证明羊皮纸袋有破损。B、C则不能。

［答案］AD ●综合能力训练题

－91.用特殊方法把固体物质加工到纳米级（1 nm～100 nm，1 nm=10 m）的超细粉末粒子，然后制得纳米材料。下列分散系中的分散质的粒子直径和这种粒子具有相同数量级的是

A.溶液

B.悬浊液

C.胶体

－9

－7

D.乳浊液

［解析］胶体的本质特征就是分散质粒子直径为10 m～10 m即1 nm～100 nm，知道分散质粒子直径，即可判断题目中所指的纳米粒子即为胶粒大小。

［答案］C 2.填写分离下列各组混合物所用的物理方法：（1）除去水中少量的溴。

（2）除去碘化银胶体中含有的碘离子

。（3）除去石灰水中悬浮的碳酸钙

。（4）从硬脂酸甘油酯经皂化后的液体中，分离出硬脂酸钠，先

，然后

。［答案］萃取

渗析

过滤

盐析

过滤 ●教学说明

胶体是继溶液和浊液之后的又一种分散系，但对于胶体，学生是完全陌生的。而胶体确是客观存在的。为使学生认识和感受胶体，首先进行了Fe（OH）3胶体的制备，并将之与熟悉的溶液、浊液进行了外观和均一稳定性的对比。胶体与浊液的差别是显然的。与溶液的外观完全相同，而后通过丁达尔现象，阐述了两者的差别，并结合史实说明了人们对胶体、溶液的认识已是渊源已久。那么，三种分散系的本质区别是什么呢？通过过滤、渗析等实验探明了原因。本质区别在于分散质粒子大小的不同，至此引出了胶体的概念，并简要介绍了生活中常见胶体的类型，使学生从粒子大小，从身边对胶体有了一个初步的认识。

第二篇：【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第三册 第二单元 胶体的性质及其应用 第二节胶体的性质及其应用(第一课时)

第二节

胶体的性质及其应用

●教学目标

1.掌握胶体的重要性质，了解其应用。

2.进一步认识物质性质与物质聚集状态相关的关系。3.培养学生观察、分析、探索、归纳的能力。

4.通过了解胶体知识的应用，让学生感觉化学就在身边，以此调动学生学习的兴趣和动机。

●教学重点 胶体的性质。●教学难点

胶体粒子大小与其性质的关系。●教学方法

启发、诱导、实验探索等方法。●教具准备

投影仪、多媒体动画课件、录像资料、激光教鞭； 小烧杯（两个）；

NaCl溶液、淀粉溶液、Fe（OH）3胶体、KNO3溶液、蒸馏水 ●课时安排 1课时

●教学过程

［复习提问］什么叫胶体？它和溶液、浊液有何异同点？ ［回答要点］分散质粒子的直径大小在1 nm～100 nm之间的分散系叫胶体。它和溶液、浊液相比，相同点：三者都是一种（或几种）物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物，都属分散系的一种。不同点：主要是分散质粒子大小不同，液体均一性、稳定性也不尽相同。

［转问］胶体和溶液的外观特征相同（透明澄清），如NaCl溶液和淀粉溶液，那么可用怎样的物理方法加以鉴别呢？

［学生活动］一代表上台演示。

操作：将分别盛有等量NaCl和淀粉溶液的两烧杯并排置于桌面上，用激光教鞭从一侧（光、两烧杯在一条线上）进行照射，同时于垂直方向观察。

现象与结论：当光束通过形成一条光亮红色通路的液体为淀粉溶液，无此现象的为NaCl溶液。

［讲述］当一束强光照射胶体时，在入射光垂直方向，可以看到一道光亮的通路，这种现象早在19世纪由英国物理学家丁达尔研究发现。故称其为“丁达尔效应”。而溶液无此现象。因此丁达尔效应可以区别溶液和胶体。那么，造成胶体和溶液这种性质差异的原因是什么呢？

［学生阅读］课本P19第一段，并进行归纳。［投影比较］

［多媒体动画模拟］胶粒对光的散射作用。

［旁白］图中红色箭头（粗）代表入射光线，黄色箭头（细）代表散射光。当光线照射到胶体粒子上时，有一部分光发生了散射作用，另一部分光透过了胶体，无数个胶粒发生光散射，如同有无数个光源存在，我们便可发现当一束光线通过胶体时从侧面可以看到一条光亮的通路，这就是丁达尔效应。

［设问］胶体除具有丁达尔效应外，还有何其他性质呢？ ［板书］第二节

胶体的性质及其应用

一、胶体的性质

1.丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。

［过渡］由于胶体分散质粒子比溶质粒子大得多，以致使光波传播改变了原来的方向。尽管如此，我们的肉眼仍看不到它的存在。超显微镜可帮助我们了解胶粒的情况。

［多媒体动画模拟］胶粒的布朗运动。

［旁白］用一黑色小球代表胶体粒子，用动画模拟胶粒的无规则运动。胶粒的运动情况如同花粉颗粒在水里作不停的、无秩序的运动。这种现象叫做布朗运动。

［板书］2.布朗运动：胶体分散质粒子作不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。

［设问］为什么胶粒的运动是不停的、无秩序的呢？ ［学生阅读］课本P19第二、三段，并归纳原因。

［讲述］胶粒作布朗运动，是因胶粒受水分子来自各方面的撞击、推动，而每一瞬间在不同方向上所受合力的大小不同，所以每一瞬间胶粒运动速率和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。布朗运动使胶粒难于静止沉降，这是胶体稳定的一个因素。相比之下，浊液却无此性质，为什么呢？

［投影比较］

［投影思考］

1.Fe（OH）3胶体中，分散质是

，作

（定向或不规则）运动。

＋－＋2.NaCl溶液中，Na和Cl作

运动。通直流电后作

运动，Na向

极

移动，Cl向

极移动。

［答案］1.许多聚集的Fe（OH）3分子

无规则 2.无规则

定向运动

阴

阳

［设疑］若给Fe（OH）3胶体通直流电，胶体粒子的运动会怎样呢？ ［播放录像］Fe（OH）3胶体的电泳实验，请观察：

现象：通电后，U型管里阴极附近的红褐色逐渐变深，阳极附近的红褐色逐渐变浅。［讲述］从现象可看出，阴极附近Fe（OH）3胶粒增多了，说明在电场作用下，胶粒作了定向移动。

［设问］通电后，Fe（OH）3胶粒移向阴极，说明Fe（OH）3胶粒具有什么样的电性？ ［回答］Fe（OH）3胶粒带正电。

［小结］像Fe（OH）3胶体，在外加电场作用下，胶粒在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。

［板书］3.电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。

［设疑］为何胶体粒子会带电呢？胶体是否带电？Fe（OH）3胶粒为何带正电？ ［学生阅读］课本P20第二段，并归纳。－

表面积大吸附能力强可吸附溶液中的离子［分析］胶体粒子小Fe（OH）3胶粒只吸附阳离子，带正电向阴极移动阴极区液体颜色变深。

［投影归纳］

通电表面积大带电向电极作定向移动。胶体粒子小［多媒体动画模拟］电泳现象。

吸附离子通直流电

［旁白］图中大球表示胶粒，表示被胶粒吸附的离子的种类。胶粒因吸附阳离子或阴离子而带电荷，在外加电场作用下向阴极或阳极作定向移动。

［讲述］一般来说，在同一胶体中，由于胶粒吸附相同的离子因而带同种电荷，如 Fe（OH）3胶粒带正电荷。但胶体本身不带电，我们不能说Fe（OH）3胶体带正电。那么，哪些胶体粒子带正电荷，哪些胶体粒子带负电荷呢？

［投影归纳］一般来说：

金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷。非金属氧化物、金属硫化物、土壤的胶体粒子带负电荷。但并非所有胶粒都带电荷。

［讨论］同一胶体中胶粒带同种电荷，会产生怎样的作用力？这种作用力对胶体的性质有何影响？

［讲述］由于同种胶粒带同种电荷，它们之间相互排斥而不易聚集沉降，这就是胶体一

般稳定的主要原因。

［投影小结］胶体分散系稳定的原因。同种胶粒带同种电荷，相互排斥而不易聚集；布朗运动能克服重力作用，胶粒不易沉积。［过渡］方才，我们分析了胶体稳定的原因，其中胶体粒子带电是重要的因素。那么，能否想出针对性的办法破坏胶体的稳定性，使胶粒彼此聚集长大而沉降呢？

思路：“胶粒聚集变大沉淀”

［学生讨论］提出中和胶粒所带电荷的方法。归纳为：1.加电解质； 2.加带相反电荷的胶粒。

［演示］向盛有Fe（OH）3胶体的试管中滴入MgSO4溶液，振荡。观察。现象：产生浑浊。

［学生阅读］课本P21胶体的聚沉，并归纳。

［板书］4.胶体的聚沉：分散质粒子相互聚集而下沉的现象，称为胶体的聚沉。方法：加电解质溶液；加带相反电荷的胶粒。［过渡］以上我们紧紧围绕胶体粒子大小的特征，研究了胶体所具备的重要性质。借此，可以认识和解释生活中的一些现象和问题。

［板书］

二、胶体的应用

［投影1］在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用，除去大量烟尘，以减少对空气的污染。这种做法应用的主要原理是

A.电泳

B.渗析 C.凝聚

D.丁达尔现象

［解析］使用高压电，即利用外加电场，使气溶胶胶粒向电极移动而聚集，从而除去烟尘。

答案：A ［讲述］以上一例是胶体电泳性质在冶金工业中的应用。电泳原理还可用于医学诊断（如血清纸上电泳）和电镀工业上。

［板书］1.工业除杂、除尘。

［投影2］已知土壤胶粒带负电，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效较差的是 A.（NH4）2SO4 B.NH4HCO

3C.NH4NO3 D.NH4Cl

［解析］土壤胶粒带负电荷，则对含N的NO3有排斥作用，这样NO3将不被土壤吸中和电荷重力作用附，而随水流失，而其他肥料中的含N的离子全是阳离子，易被土壤胶粒吸附，故NH4NO3肥效相对较低。

答案：C ［板书］2.土壤的保肥作用

［投影3］自来水厂曾用绿矾和氯水一起净水，请用离子方程式和简要文字叙述有关的原理。

答案：2Fe2+Cl2===2Fe3++2Cl，Fe3++3H2O＋

－＋－

Fe（OH）Cl2+H2O3+3H，＋

H+Cl+HClO，HClO起杀菌、消毒作用，Fe（OH）3有胶体性质，其带正电的Fe（OH）3胶粒吸附带负电的水中悬浮物、泥沙等而造成聚沉而达到净水目的。

［板书］3.明矾的净水作用。

［投影4］为什么河流入海处，易形成三角洲？

［解析］河水中粘土等胶粒，遇海水中电解质而发生凝聚作用，逐渐沉降为三角洲 4.江河入海口处形成三角洲

［投影5］豆浆里放入盐卤或石膏，为什么可制成豆腐？ ［解析］盐卤或石膏为电解质，可使豆浆里的蛋白质胶粒凝聚并和水等物质一起聚沉而成凝胶（豆腐）。

［板书］5.豆腐的制作原理

［小结］胶体的应用很广，随着技术进步，其应用领域还将不断扩大。［设问］通过本节的学习，我们了解了多少？你认为本课重点是什么？

［总结］本节我们主要学习了胶体的性质，并了解了胶体性质在实际中的应用。那么胶体性质与胶体粒子大小的关系是什么？

［投影归纳］

［布置作业］课本P21～2

2一、二 ●板书设计

第二节

胶体的性质及其应用

一、胶体的性质

1.丁达尔效应：光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫丁达尔效应。

2.布朗运动：胶体分散质粒子作不停地、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。3.电泳：在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象，叫做电泳。4.胶体的聚沉：分散质粒子相互聚集而下沉的现象称为胶体的聚沉。

二、胶体的应用 1.工业除杂、除尘； 2.土壤的保肥作用； 3.明矾的净水作用；

4.江河入海口处形成三角洲； 5.豆腐的制作原理。●综合能力训练题

1.下列事实与胶体性质无关的是 A.在豆浆里加入盐卤做豆腐 B.在河流入海处易形成沙洲

C.一束平行光线照射蛋白质溶液时，从侧面可以看到一束光亮的通路 D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀

［解析］胶体具有的性质是丁达尔效应、布朗运动、电泳现象和聚沉。A属蛋白质胶粒遇电解质发生凝聚。B是土壤胶粒遇电解质（海水中）发生凝聚。C是蛋白质胶体的丁达尔

－现象。D中反应为Fe3++3OH===Fe（OH）3↓，生成的是大量肉眼可观的沉淀，而非胶体。

答案：D 2.向明矾水溶液中滴加一种溶液，首先能使胶粒凝聚而沉淀，继续滴加该溶液时，沉淀又逐渐消失，这种溶液是

A.BaCl2溶液

B.盐酸 C.蒸馏水

D.烧碱溶液

［解析］明矾溶于水可形成Al（OH）3胶体，向其中加电解质溶液会使胶粒凝聚。加

BaCl2后由于Ba2与SO24反应生成沉淀，随BaCl2的加入，沉淀会增多至不变但不会溶解，＋加入盐酸和NaOH会使Al（OH）3胶粒先凝聚而沉淀，由于Al（OH）3的两性，而后随盐酸和NaOH的不断加入而逐渐溶解。

答案：B、D 3.分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化：供选择的药品和仪器：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、聚光束仪。

（1）证明明矾发生了水解反应

。（2）证明其水解反应是一个吸热反应

。（3）证明生成了胶体溶液

。答案：（1）用pH试纸测明矾溶液的pH，若pH＜7，证明溶液呈酸性，明矾发生了水解。

（2）加热溶液，用pH试纸测溶液的pH，pH减小，证明水解反应是一个吸热反应。（3）用聚光束仪的光束照射溶液，若有丁达尔效应，可证明生成了胶体溶液。●教学说明

本节是在胶体概念基础上对胶体性质和应用知识的学习和了解。胶体性质是胶体粒子大小特征的表现，而认识胶体粒子和胶体性质的关系是本节的难点。为此，设计此课，特别注意了对实验和多媒体动画模拟的利用和挖掘。目的是变抽象的理论说教为直观、具体的真实认识。对于胶体的应用，则主要列举日常生活和社会中的一些现象和问题，通过解决问题，让学生体会化学知识的价值，化学与社会生活的密切联系。

第三篇：【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第三册 第二单元 胶体的性质及其应用 第二节胶体的性质及其应用(备课资料)

●备课资料

一、胶体与溶液、浊液之间最本质的区别是什么？

胶体与溶液、浊液之间最本质的区别是分散质粒子的大小不同。溶液分散质直径＜ －9－10 m，浊液分散质的直径是＞107 m，而胶体的分散质直径介于二者之间。

溶液、胶体和浊液由于分散质粒子大小不同，而在性质上、外观上也有许多不同。比较如下：

二、胶体化学的研究历史

人们在古代就接触和利用过很多种胶体。例如，生活中遇到的面团、乳汁、油漆、土壤等，都属胶体范围。

1663年，卡西厄斯（Cassius）用氯化亚锡还原金盐溶液，制得了紫色的金溶胶。从十九世纪初，人们开始了对胶体的科学研究。1809年，列伊斯使用一支U型管，管底中部放一粘土塞子，盛水后通电。他观察到粘土的悬浮粒子向阳极移动，而阴极一臂中的水位则上升。这个实验证明了粘土粒和水两个相，带有相反的电荷，这种现象叫做“电泳”。1827年，英国植物学家R·布朗（R·Brown，1773～1858）用显微镜观察水中悬浮的藤黄粒子，发现粒子不停顿地在运动着，后来人们就把胶体粒子所呈现的这个重要现象称作“布朗运动”。

1838年，阿歇森（Ascherson，德）在鸡蛋白的水溶液中加入一些橄榄油，使之呈悬浮的微滴。他在研究这种油滴的行为时，看到鸡蛋白在油滴与水（介质）的界面上，形成了一层膜。这一实验表明，在这种情况下蛋白质形成了几分子厚度的一层薄膜，而变得不能溶于水了，这种现象叫做“变性”作用，他同时还发现油滴在蛋白质的“保护”下也不能“聚结”了。1845～1850年间，塞尔米（F·Selmi，意）对无机胶体作了系统的研究，包括AgCl溶胶的生成条件以及盐类对它的凝聚作用。

1857年，法拉第曾做试验，他使一束光线通过一个玫瑰红色的金溶胶。这个溶胶原来也像普通的溶液一样是清澈的，但当光线射过时，从侧面可以看到在此溶胶中呈现出一条光路。后来丁达尔（J·Tyndall，1820～1893，英）对此现象作了广泛的研究，以后人们就把这一现象称做“丁达尔效应”。此外，法拉第还曾做试验，他往无机溶液中先加入动物胶，再加入适当的沉淀剂时发现这时原来的沉淀作用不再发生了，这种作用后来被称做“保护”作用。

1861～1864年间，格雷哈姆（T·Graham，1805～1869，英）对胶体进行了大量的实验。为着区别胶体和晶体，他首先提出了胶体(colloid)这一名称。他指出动物胶是典型的胶体，不结晶，在水中扩散时要比晶体慢得多。他采用过以羊皮纸作半透膜的渗析法，膜的微孔只能让溶液中原为晶体物质的溶质粒子透过，而胶体粒子则穿透不过去。因此他就用这种方法来纯制胶体。他还发现虽然晶体物质的溶质粒子比动物胶类的胶体粒子小得多，但若有许多这类溶质粒子聚集在一起，也能形成一个胶体粒子，金溶胶的形成就属于这种情况。格

雷哈姆还区别了溶胶和凝胶，指出硅酸和氢氧化铝的沉淀就属于后者。他还研究了凝胶的“胶溶”现象和“脱水收缩”现象。他对胶体的这些方面的研究，导致建立了一门有系统性的学科——胶体化学。十九世纪末，人们对半透膜的渗析方法，又通以电流，发展成为电渗析法；另外还通过加压，发展为“超滤法”。1911年，唐南（T·G·Donnan，英）又提出了半透膜平衡的理论，并且为实验所证明。

关于胶体的定义，1907年法伊曼（П·П·Ваймарн，1879～1935，俄）明确地提出了胶体的概念，认为它是物质处在一定程度的分散状态，即粒子大小在十至一千多埃之间。同年，奥斯特瓦尔德进一步对胶体作出新的定义，认为胶体是一种多相体系，由分散相胶粒和分散介质所构成。前者可以是固、液或气体（溶胶、烟、雾、泡沫、膜等）。由于当物质处于高度分散的胶粒状态时，扩展出了很大的界面，因此胶体化学的研究又与表面化学密切联系起来了。

表面力导致吸附现象。J·W·吉布斯在1876年应用热力学，研究了等温吸附，指出，借测量溶液的表面张力，可以计算出液体表面的吸附量。但他的这一理论当时并未引起人们的注意，只是在三十多年后才由实验所证实。1906年，富朗特里希（H·Freundlish)研究了木炭等吸附剂从脂肪酸溶液中吸附溶剂的性质，总结出了经验公式，称做“富氏吸附公式”。1916年，朗缪尔（I·Langmuir，1881～1957，美）又从分子运动论推导出“朗氏吸附公式”，但这一公式只适用于单分子层。次年，他又设计一种“表面天平”，可以计量液面上散布的一层不溶物质的表面积，由此能计算后者的分子截面。1938年，布仑诺厄（S·Brunauer）、爱麦特（P·H·Emmett）和特勒（E·Teller）把朗氏公式推广到多分子层吸附现象，求得一个比较广泛适用的多分子层吸附等温线公式，即后来的所谓“BET公式”，从而建立了现代测定固体比表面的标准方法，它对于催化作用的定量研究起了重大的推进作用。

另一方面，对胶体粒子的直接观察，在二十世纪初也有了进展，1903年，西登托夫（H·Siedentopf，1872～1940）和齐格蒙第（R·Zsigmondy，1865～1929，瑞士）发明了观察胶体粒子运动的超显微镜，实际上观察到的是散射光，即胶粒以一个个亮点的形式而呈现。一般显微镜只能看到2000埃以上的物象，而超显微镜则可以观察到小至100埃的粒子。贝仑（J·B·Perrin，1870～1942，法）就曾借这种仪器进行试验，他把一定大小的藤黄小球悬浮在水中，由于受到地心引力的作用，形成了沉降平衡，由此可以求得阿伏加德罗常数。

1913年，德国鲁斯卡（E·Ruska)、麻尔和阿登内（V·Ardenne）发明了电子显微镜，用电子束代替普通光线，并运用磁镜聚焦，这样能达到三十万倍的线性放大，能观察到10埃以上大小的物像，这也就是胶粒大小的低限。电子显微镜通过复制技术，更可以用来观察表面膜内小至约10埃的胶粒。

为了能够确定一个胶体粒子的“分子量”，1923年，瑞典斯维德贝格（T·Svedberg,1884～）设计了超离心机，获得的引力常数达30万倍于地心引力常数，为测量蛋白质分子在水中的沉降速度创造了条件，从而能计算蛋白质的分子量。他的一些测定结果如下：

牛胰岛素

46，000 人血红朊

63，000 人血清球朊

153，000 章鱼血清朊

2，800，000 烟草花叶病毒

31，400，000 斯维德贝格的工作在亲液胶体方面取得了重大的成就，对蛋白质及高分子溶液的深入了解提供了有力的研究手段。

另一方面，由于憎液胶体具有很大的相界面，从热力学的观点来衡量，它是不稳定的体系。因此有关胶体稳定性的研究便成为胶体化学的中心课题之一。本世纪四十年代，苏联人

杰里雅金（Дерягин)、朗道（Ландау)、荷兰人费韦（Verwey），以及乌弗贝克（Overbeek)，各自独立地建立了胶体稳定性的理论，称做DLVO理论。这个理论考虑了质点之间由于双电层的存在而引起的斥力，以及质点之间的范德华力。这样，便第一次从理论上定量地解释了质点形状比较简单的胶体的稳定性，因此对胶体化学的发展有着重大的影响。

综观二十年代利用超离心机的实验，三十年代多层吸附理论和四十年代憎液胶体稳定理论的建立，可以说是最近半世纪中胶体化学领域内的三大成就。

有一类物质，如肥皂、染料，具有很奇特的性质。按其溶液的依数性，可以断定质点的数目很少，但其电导率却很高，并且其电导率与浓度的关系也与一般电解质很不一样。这类物质的另一特点是有增溶作用。麦克班（J·W·McBain，美）在本世纪初期，系统地研究了这类物质的性质，开辟了所谓胶态电解质的领域。他证明，在溶液中，这类物质的分子或离子能聚集成胶团，从而解释了它们的许多特性。近代表面活性剂的多样化应用，正是在这一理论基础上发展起来的。

1936年，缪勒（Erwin Wilhelm Müller，美籍德人）发明了场发射显微镜。他是利用一个高熔金属（钨、铂）的尖端为阴极，在高电场作用下，使该尖端发射出电子，并将其投射在荧光屏上，形成尖端上原子的电子投射象，分辨本领约达20埃。1951年，缪勒进一步将尖端改为阳极，令氦离子投射在屏上，成为场离子显微镜，分辨本领能达到2埃。这些仪器适用于观察表面原子的微观排列，包括被吸附的物质。再结合超高真空技术，它已成为现代研究固体表面结构的有力工具。

当前，胶体化学正在研究的课题大致有：（1）第一吸附层的本性，（2）电化学反应的机理，（3）湿润作用的本性等。此外，还有一些问题有待于创造研究条件，然后才能找到解决的途径。例如：从溶液中吸附的单分子层区；表面层机械性能的本性；泡沫和乳胶的本性等问题。

胶体化学的应用范围，涉及到很多工业部门。近年来对油漆膜的物化性能、催化剂的作用机理、生物膜及合成膜的选择性渗透机理等研究，都受到重视。胶体化学还深入到分子生物学的其他领域。大气污染中气溶胶的形成与破除又是一项重要的课题。自从塑料、橡胶、合成纤维工业兴起以来，胶体化学的研究与高分子化学的联系更加密切。

三、胶体的结构

当溶胶通以直流电时，可以看到胶粒向某一电极移动，这种现象叫做电泳。它说明胶体粒子是带电的。要认识胶体的结构，首先必须了解胶粒为什么会带电。胶粒带电的原因，是由于胶体是高分散的多相体系，具有巨大的界面（总表面积），因而有很强的吸附能力。它能有选择地吸附介质中的某种离子，而形成带电的胶粒。

关于胶体的结构，现在认为，在胶体粒子的中心，是一个由许多分子聚集而成的固体颗粒，叫做胶核。在胶核的表面常常吸附一层组成类似的、带相同电荷的离子。例如，硝酸银

－与氯化钾反应，生成氯化银溶胶，若氯化钾过量，则胶核氯化银吸附过量的Cl而带负电，＋若硝酸银过量，则氯化银吸附过量的Ag而带正电。

当胶核表面吸附了离子而带电后，在它周围的液体中，与胶核表面电性相反的离子会扩散到胶核附近，并与胶核表面电荷形成扩散双电层（如图）。扩散双电层由两部分构成：

扩散双电层

（1）吸附层

胶核表面吸附着的离子，由于静电引力，又吸引了一部分带相反电荷的离子（以下简称反离子），形成吸附层。

（2）扩散层

除吸附层中的反离子外，其余的反离子扩散分布在吸附层的外围。距离吸附层的界面越远，反离子浓度越小，到了胶核表面电荷影响不到之处，反离子浓度就等于零。从吸附层界面（图的虚线）到反离子浓度为零的区域叫做扩散层。

这里再以氯化银溶胶为例来说明。包围着氯化银胶核的是扩散双电层（吸附层和扩散层），胶核和吸附层构成了胶粒，胶粒和扩散层形成的整体为胶团，在胶团中吸附离子的电荷数与反离子的电荷数相等，因此胶粒是带电的，而整个胶团是电中性的。

由于胶核对吸附层的吸引能力较强，对扩散层的吸引能力较弱，因此在外加电场（如通直流电）作用下，胶团会从吸附层与扩散层之间分裂，形成带电荷的胶粒而发生电泳现象。

下图是硅酸胶团结构示意图。m个SiO2·nH2O分子聚集成胶核，胶核表面的H2SiO

32有微弱的电离，胶核选择吸附与其组成类似的n个SiO3，H为反离子，总数为2 n个，其

＋

2中2（n－x）个为带负电的SiO3所吸引，共同构成胶粒中的吸附层，其余的2x个H则分

＋布在扩散层中，它的胶团结构也可以用下面式子来表示。

硅酸溶胶是土壤胶体中的重要部分，而土壤胶体又是土壤中最重要、最活跃的部分，植物营养的吸收，土壤中的各种反应，大都集中在这一部分。

硅酸胶团结构示意图

胶体在土壤肥力上起着巨大作用，在工农业生产上有着重要意义。

四、高分子凝胶的智能化

高分子凝胶是指三维网络结构的高分子化合物与溶剂组成的体系，由于它是一种三维网络立体结构，因此它不被溶剂溶解，同时分散在溶剂中并能保持一定的形状。溶剂虽然不能将三维网状结构的高分子溶解，但高分子化合物中亲溶剂的基团部分却可以被溶剂作用而使高分子溶胀，这也是形成高分子凝胶的原因之一。

高分子凝胶的智能化表现在以下几方面。当外部环境的pH、离子强度、温度、电场以及环境中所含有的其他化学物质发生变化时，高分子凝胶即呈现出“刺激—应答”状态。例如在高分子凝胶中出现相转变，表现为网络的网孔增大、网络失去弹性、网络的体积急剧变化（可变化几百倍之多），甚至在三维网络结构中不再存在凝胶相。而且这些变化是可逆的和不连续的。

上述这些变化使高分子凝胶的体积既可以发生溶胀，又可以收缩，利用这种性质设计出一种装置，它具有肌肉的功能，这种人造肌肉制成机械手类似于智能机器人的手，能够拿东西。

我们可以看出，这种人造肌肉是被谁指令的呢？那就是上面指出的外部环境的各种物理性质和化学性质发生的变化。

这种具有三维网络结构的高分子凝胶的溶胀行为还可以由于糖类的刺激而发生突变，这样，高分子溶胀行为将受到葡萄糖浓度变化的指令。

葡萄糖浓度信息对于糖尿病患者是很重要的，如果以这种含葡萄糖的高分子凝胶作为负载胰岛素的载体，表面用半透膜包覆，在此体系中随着葡萄糖浓度的变化，高分子凝胶将作出响应，执行释放胰岛素的命令，从而有效地维持糖尿病患者的血糖浓度处于正常。

五、纳米材料

纳米材料是近年来受到人们极大重视的一个领域。它至少可以分为以下三类：

（1）金属与半导体的纳米颗粒。这种物质当颗粒尺寸减小到纳米级时，金属颗粒的能级，从准连续能级变为离散能级，最后达到类似分子轨道的能级。这时，它们的电学、磁学、光学性质都会发生突变。不同物质有不同的尺寸临界值。这类物质是物理学家研究的对象。

（2）Al2O3、MgO、某些硅酸盐等绝缘体，它们的纳米颗粒早已被人们研究（如催化剂、陶瓷材料等），在一般情况下并不呈现特殊的电学性能。

（3）化学家早已合成出的许多大分子、如冠醚化合物、树型化合物、多环化合物、超分子化合物、富勒烯等等，它们的分子尺寸可达几纳米，甚至几十纳米。一些生物活性的大分子也可以归入此类。这些化合物的电子能级一般都表现出分子轨道能级的特点，有时会出现离子导电。它们的导电性质与颗粒尺寸的关系不明显，与金属纳米颗粒的性质有很大的差别。但是，这一类大分子化合物，当分子结构达到一定尺寸和复杂程度时，会出现一些特殊性质，如自修复、自组合等，形成更复杂的结构。以富勒烯为例：

1985年，英国化学家Kroto，美国化学家Curl和Smalley在研究碳原子形成团簇（cluster)的条件和机制时，首次在质谱图上观察到C60和C70的存在。后来因为受到建筑学家Fuller所设计的拱形圆顶建筑的启发，想出了C60的结构应当和足球相似，是由12个五边形和20个六边形组成的中空的球形分子。

值得重视的是，富勒烯的合成也是以碳原子（用电弧放电法使石墨气化）为真正的原料。和人造金刚石的思路有异曲同工之妙，关键在于如何控制碳原子形成团簇时多种可能采取的结构途径之间的比例。

左下图是富勒烯家族中的一些“成员”的结构示意图。右下图是近年来倍受重视的碳纳米管的结构模型图。这种材料因为可以在管上的碳原子处通过形成化学键的方式和其他功能分子相连接，有可能成为一种比较容易制备且可多点连接的分子导线而受到关注。此外，利用它做一种模具，设法在其中充以金属氧化物（可通过硝酸盐的分解来得到），经过还原可制备出纳米量级的金属“细丝”。纳米材料是一个全新的材料科学领域，可作超导材料。

1991年日本Sumio Lijima用电弧放电法制C60得到的碳炱中发现管状的碳管碳的壁为类石墨二维结构，基本上由六元并环构成，按管壁上的碳碳键与管轴的几何关系可分为“扶手椅管”“锯齿状管”和“螺管”三大类，按管口是否封闭可分为“封口管”和“开口管”，按管壁层数可分为单层管（SWNT）和多层管（MWNT）。多层管有点像俄国玩具“套娃”，层

－间距为340 pm，比石墨的层间距335 pm略大。管碳的长度通常只达到纳米级（1 nm=109 m）。

C60自从发现以来，一直是科学家关注的物质。近年的研究发现，C60分子被发现及制备后，其独特的光电磁性引起科学家的浓厚兴趣。例如：C60的超导温度为18 K，当掺杂CHCl3后超导温度提高到80 K，当掺杂CHBr3后超导温度提高到117 K。另外，一般的高分子中引入少量C60后，能产生较好的光电导性能，可用于高效催化剂、紧凑型高能电池、光化学装置及化学传感器。水溶性的高分子C60衍生物将应用于生物与药物中，其抗病毒试验已得到令人惊奇的结果。据最近的研究结果表明，C60具有治疗艾滋病的功效。含C60衍生物能与许多物质发生化学反应。

六、趣味实验 胶体粒子的电泳 操作：

（1）用直径为12厘米培养皿作槽体，槽里加入0.1%的硝酸钾溶液，然后用滴管伸到硝酸钾稀溶液的下面，缓慢地加入硝酸钾饱和溶液，使稀、浓溶液之间形成一个界面。

（2）在槽中央硝酸钾稀溶液里轻轻滴入几滴氢氧化铁溶胶，使它在稀、浓溶液的界面处形成一个圆珠，如图所示。

（3）小心地插入两片碳电极，接通20～30伏的直流电源后，氢氧化铁胶粒逐渐向阴极移动，致使阴极附近溶液的颜色变深。说明氢氧化铁胶体粒子带正电。

七、卤水为什么可以点豆腐

答：豆浆是胶体，卤水是一种镁盐，这种盐使豆浆胶体发生凝聚，所以卤水能点豆腐，豆腐是一种凝胶。

解析：胶体中分散质的直径大小决定了胶体具有独特的性质。①丁达尔现象：此现象是胶体的光学性质，是胶体粒子对光的散射而形成的；②布朗运动：是胶体的力学性质，是胶体粒子受到分散剂分子在每一方向不均衡碰撞造成的；③电泳现象：是胶体的电学性质。这是由于胶体具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，使得胶粒带有正电荷或负电荷。在外加电场作用下带电胶粒向阴极或阳极作定向移动。④胶体粒子由于都带有相同电荷，它们之间相互排斥而达到相对稳定状态，当向胶体中加入某电解质时，破坏了胶粒之间的排斥力，使胶粒凝聚而沉积下来。卤水点豆腐就是这个原理，此过程称胶体的凝聚。

八、能否使用两种不同品牌的蓝黑墨水？

答：不能，同时使用两种不同牌子的墨水，会出现钢笔堵塞现象。

解析：墨水通常都是胶体，不同牌子的墨水往往含的胶粒所带电荷不同，当二者相遇时，相异电荷的互相吸引而破坏了胶体中胶粒之间的排斥力而发生胶体的凝聚，产生的固体沉积会堵塞钢笔。一般情况下：金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子吸附阳离子，胶粒带正电荷；非金属氧化物、金属的硫化物的胶粒吸附阴离子，胶粒带负电荷。

第四篇：【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第三册 第五单元 硫酸工业 第一节接触法制硫酸(第一课时)

第五单元

硫酸工业 第一节

接触法制硫酸

●教学目标

1.使学生了解接触法制硫酸的化学原理、原料、生产流程和典型设备。

2.通过二氧化硫接触氧化条件的讨论，复习巩固关于化学反应速率和化学平衡的知识，训练学生应用理论知识分析和解决问题的能力。

●教学重点

二氧化硫的接触氧化。●教学难点

SO2的接触氧化和SO3的吸收。●教学方法

讨论、分析、设疑、讲解。●课时安排 共两课时。

第一课时：工业上制硫酸的反应原理，原料及主要生产过程。

第二课时：SO2接触氧化的最佳反应条件的讨论及化工生产的工艺条件。●教学用具

投影仪、胶片、大屏幕 接触室模型 ●教学过程

第一课时

［引言］我们知道，硫酸是中学化学实验中一种常用的试剂，同时，硫酸工业在国民经济中也占有重要的地位，是许多工业生产所用的重要原料，如化肥工业、有机合成工业、石油工业、金属工业、无机盐工业、原子能工业等都要消耗大量的硫酸，因而硫酸的消费量常视为一个国家工业发达水平的标志。硫酸如此重要，工业上是如何生产硫酸的呢？这就是本章我们将要学习的内容。

［板书］第五单元

硫酸工业

［引言］硫酸是最早的工业产品之一。硫酸的生产始于10世纪，发展至今，接触法制硫酸已成为一个成熟的工艺，被世界各国广泛采用。下面，我们就来学习接触法制硫酸。

［板书］第一节

接触法制硫酸 ［师］首先，请大家根据已学知识，来推测制取硫酸的反应原理。并用化学方程式表示出来。

［教师板书］

一、反应原理

［学生思考，请一位同学上黑板书写］ ［学生板书］1.S＋O2===SO2

3.SO3＋H2O===H2SO4

［注，基本上所有同学都是写的以上反应］

［教师评讲］大家所写反应，实际上就是以硫为原料制取硫酸的反应原理。从以上化学反应方程式可以看出，以硫为原料制取硫酸要经历三个反应历程：即首先是硫氧化为二氧化硫，然后再将二氧化硫进一步氧化为三氧化硫，最后，把得到的三氧化硫用水吸收即得硫酸。

［讲述］世界上硫酸的生产主要以硫为原料，用硫作原料时杂质少，生产比较简单，成本要比其他原料低得多。但我国由于硫资源缺乏，而且开采条件比较复杂，现阶段我国硫酸的生产原料以黄铁矿(主要成分为FeS2)为主，部分工厂用有色金属冶炼厂的烟气、矿产硫黄或从石油、天然气脱硫获得硫黄作原料。

已知硫铁矿的主要成分是二硫化亚铁。

［草板书］FeS2 ［继续讲解］它在高温下和空气反应可生成氧化铁和二氧化硫，请大家写出该反应的化学方程式。

［学生活动，教师巡视］

［请一位同学上黑板写出，并板书于黑板上S＋O2===SO2反应方程式的下面］

高温［学生板书］4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

［注：学生在书写上述化学方程式时，一般在配平上有一定的困难，常需教师指导或讲解］

［过渡］下面，是世界硫酸生产的原料构成和我国硫酸生产原料构成的部分统计数字，请大家参阅：

［投影］1.世界硫酸生产的原料构成：

2.我国硫酸生产原料的构成

1988～1992年中国硫酸生产的原料构成/%

［讲解］以硫铁矿为原料生产硫酸或以其他物质为原料生产硫酸，其反应的第一步都是为了制得SO2，如以石膏为原料的第一步反应就是：

［草板书］2CaSO4＋C2CaO＋2SO2↑＋CO2

［讲解］生产硫酸采用哪种原料生产，主要取决于该原料是否可以经济地大量获得。世界上生产硫酸主要以硫作原料，我国目前生产硫酸的原料仍主要是黄铁矿。

［过渡］刚刚我们学习了制取硫酸的反应原理，那么，工业上是如何将这一原理付诸于实践的呢？

下面，我们就来认识一下工业生产硫酸的工艺流程。［板书］

二、工业制硫酸的生产流程。



［承接］工业上制硫酸主要经过以下几个途径： ［板书］

［讲解］由以上制取硫酸的反应原理可知，硫酸生产的第一阶段是制SO2气体。将硫磺或经过粉碎的黄铁矿放在专门的燃烧炉中，利用空气中的氧气使其燃烧，制得二氧化硫。工业上被之为“造气”。

［过渡］以黄铁矿为原料制取SO2的设备叫沸腾炉。

［投影］沸腾炉示意图

［设问］沸腾炉的名称是怎么得来的呢？ 请大家从课本上找出答案。

［学生阅读课文］

［学生回答］当黄铁矿在燃烧炉内燃烧时，从炉底通入强大的空气流，在炉内一定空间内，把矿粒吹得剧烈翻腾，好像“沸腾着的液体”。因此，人们把这种燃烧炉叫做“沸腾炉”。

［讨论］黄铁矿燃烧时为什么要粉碎成细小的矿粒，并且在燃烧炉中通入强大的空气流使之“沸腾”呢？ ［学生回答］

［教师小结］矿石粉碎成细小的矿粒，是为了增大与空气的接触面积，通入强大的空气流为使矿粒燃烧得更充分，从而提高原料的利用率。

［设问］黄铁矿经过充分燃烧，以燃烧炉里出来的气体叫做“炉气”。但这种炉气往往不能直接用于制取SO3，这是为什么呢？请大家阅读课本回答。

［学生阅读课本后回答］这是因为炉气中常含有很多杂质，如N2，水蒸气，还有砷、硒的化合物及矿尘等。这些杂质有些是对生产不利的，如砷硒的化合物、矿尘能够使下一步氧化时的催化剂中毒，水蒸气对设备也有不良影响，因此炉气必须经过净化、干燥处理。

［思考］若用燃烧硫黄制得的炉气的成分有哪些？需净化和干燥处理吗？

［答案］用硫黄为原料制得的炉气成分主要有SO2、O2、N2等，杂质较少，不需处理。［讲述］经净化、干燥的炉气其成分及组成为：SO

27%;O2

11%;N2

82%。［投影］经净化、干燥的炉气成分：

(注：为体积分数)

［议一议］1.N2对硫酸生产没有用处，为什么不除去？

2.工业生产上为什么要控制条件使SO2、O2处于上述比例呢？ ［学生分组讨论：并互相交流讨论结果］

［答案］1.N2对硫酸的生产没有用处，但也没有不利之处，若要除去，势必会增加生产成本，从综合经济效益分析没有除去的必要。

2.这样的比例是增大反应物中廉价的氧气的浓度，而提高另一种反应物二氧化硫的转化率，从而有利于SO2的进一步氧化。

［小结］这节课我们主要介绍了接触法制硫酸的反应原理、生产过程、硫酸生产原料的选择及硫酸生产第一阶段即造气阶段的生产要求。在原料的选择及造气阶段，我们要体会工业生产同化学实验的区别。

［布置作业］复习化学反应速率及化学平衡的知识。●板书设计

第五章

硫酸工业

第一节

接触法制硫酸(第一课时)

一、反应原理

点燃1.S＋O2SO2

高温4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2

3.SO3＋H2O===H2SO4

二、工业制硫酸的生产流程

第五篇：【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第三册 第四单元 电解原理及其应用 第一节电解原理(备课资料)

●备课资料

1.金属导电与电解质导电在本质上有什么不同？

金属晶体由金属原子、金属离子、自由电子三种微粒构成。金属离子带正电荷、自由电子带负电荷，通过静电作用力——金属键，使这些微粒结合在一起。自由电子是指脱离金属原子在整块金属晶体中做无规则运动的电子。在电场作用下，自由电子由负极移向正极形成电子流。这就是金属导电的本质，导电时金属原子和金属离子都是不移动的。金属导电属物理变化。

电解质在溶于水时，能电离出带电荷的自由阴、阳离子，属于离子型化合物的某些电解质在熔化时也能电离出自由离子。在电场作用下，这些自由离子做定向移动并在两极上分别得失电子，阳离子移向阴极得到电子，阴离子移向阳极交出电子，这样在外电路的导线中有自由电子定向移动形成了电子流。而在电解质或电解质溶液中只有自由离子分别向两极移动，而没有电子移动。在离子得失电子的同时，伴随着发生了化学变化。

2.电解与电离有什么区别和联系？

电解与电离是两种不同的概念，但它们之间有一定的联系。

电离是指电解质在溶解于水或熔化条件下离解成自由离子的过程。这过程不需要通电，电离的过程主要是物理变化过程。

电解是指对电解质水溶液或融熔状态的电解质通直流电时、自由离子在两极上发生氧化—还原的过程。电解时必须通电，电解过程是化学变化过程。电解质导电的过程，也就是电解的过程。

电离是电解的前提条件，只有电解质先电离出自由离子，通电时才能发生电解。如对食盐晶体通电，食盐晶体不导电，也不发生电解；如对熔融食盐液体通电，液态食盐导电，同时钠离子在阴极得电子被还原成钠原子，氯离子在阳极交出一电子被氧化成氯原子，又结合成氯分子。电解食盐水溶液时，得到氯气、氢气和氢氧化钠。

3.用惰性电极电解电解质溶液时溶液的pH变化及电解的类型有如下规律

4.原电池、电解(镀)电极名称的确定(1)确定原电池电极名称的方法

方法一：根据原电池电极材料的性质确定。通常是：

①对于金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

②对于金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；

③对于金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极，如电池等。

方法二：根据电极反应的本质确定：原电池中，负极向外电路提供电子，所以负极上一定发生失电子的氧化反应，正极上则一定发生得电子的还原反应。所以，失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。

(2)确定电解(镀)池电极名称的方法

确定电解(镀)池电极名称有如下两种方法

方法一：与外电源正极连接的一极是阳极，与负极连接的一般是阴极。方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。5.重金属引起的水污染

重金属污染可用下表表示：

6.电解质与水的电解 纯水是极弱的电解质，很难导电。在纯水中通以直流电，在一般条件下不发生电解作用。如果在水中加入强的含氧酸(如H2SO4)、活泼金属的可溶性含氧酸盐(如Na2SO4、KNO3)或可溶性强碱(如NaOH、KOH)，以增加水的导电性，则电解就能顺利进行，阴、阳两极上的产物分别为氢气和氧气。

现以纯水中加入Na2SO4通电分解为例来说明这个问题。当Na2SO4溶于水时，即完全离解为Na和SO＋。

Na2SO4===2Na＋SO

＋

虽然水是弱电解质，但是也能发生微弱的电离。

H2O

＋

H＋OH

＋

＋－因此，在水溶液中存在着四种离子：Na、H、SOH向阴极迁移，SO＋

－

和OH。通入直流电后，Na和

－＋和OH向阳极迁移。但在各个电极上究竟是哪一种离子放电，则取决于它们电极电位的高低，也就是说，取决于离子得失电子的难易。根据上述四种离子的标准电极电位是：

2H＋2eNa＋e4OH2SO－＋－＋－

H2, Na，－

E°=0.000伏 E°=－2.71伏 E°=＋0.401伏 E°=＋2.00伏

＋O2＋2H2O＋4e, S2O＋

＋2e，＋

－在阴极上，由于Na比H难于接受电子，因此H放电而产生氢；在阳极上由于SO比OH难于失去电子，因此OH放电而产生氧，这样的过程，图示如下： －

－

可见在水中加入的Na2SO4并不发生电解，它的阴、阳两种离子依然存留在溶液中，实际上电解的是H2O,Na2SO4在这里只是起着导电的作用。

＋－由于H和OH分别不断地在阴、阳两极上放电，H2O的电离平衡就不断地向生成离子的方向移动，H2O

－

H＋OH

＋

＋－于是H2O不断地电解，OH就不断地聚集在阴极区(Na也聚集在这里)，显然这里的溶液就呈碱性；同样，H也不断地聚集在阳极区(SO＋

也聚集在这里)，显然这里的溶液就呈酸性。

＋从这个例子，可知碱金属离子在阴极上总是比H难于放电，含氧酸根离子在阳极上，－也总是比OH难于放电。所以在水中加入可溶性的碱金属含氧酸盐，或强的含氧酸，或可

＋－溶性的强碱，通以直流电，都是H和OH放电，而所加的电解质仅是起着导电的作用。

*研究性课题推荐

课题1 皮革厂含铬废水处理的调查 背景资料：

铬在很多领域有较大用途。铬化合物中，Cr(Ⅵ)主要以CrO

(溶液为黄色)和Cr2O

＋

(溶液为红色)形态存在，在酸性条件下具有很强的氧化性，能被还原剂还原成Cr3(溶液为紫色)；Cr(Ⅵ)化合物水溶性很强，而铬(Ⅲ)化合物水溶性很低。铬对环境造成污染，其中，Cr(Ⅵ)的毒性比铬(Ⅲ)的毒性强200倍。

对含铬废水的常用的处理方法有：(1)方法一：电解法。

①往工业废水中加入适量食盐，增加污水中离子浓度，增强导电能力。②以铁作为阳极进行电解。

以生成的Fe2为还原剂，在酸性溶液中与Cr2O＋＋

＋

发生氧化还原反应。这样Cr2O被还原成Cr3。在电解过程中，由于H在阴极不断放电，打破了水的电离平衡，促进水的电离，溶液的pH上升，溶液中的阳离子以Cr(OH)

3、Fe(OH)

2、Fe(OH)3形成沉淀。

③鼓入空气。经过一段时间后，使废水中含铬量降到可排放的标准。

由于Fe(OH)3开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全的pH为3.7。Fe(OH)2开始沉淀的pH为7.6,沉淀完全的pH为9.6,并且Fe(OH)2呈絮状，不易从溶液除去。但根据已学的知识，Fe(OH)2极易被O2氧化，所以在处理过程中鼓入空气，让空气中的O2充分与Fe(OH)2反应，成为容易分离的Cr(OH)

3、Fe(OH)3，使废水含铬量降到可排放标准。

(2)方法二：

用FeSO7·7H2O处理含铬(Ⅵ)有毒废水是目前工艺上常用的方法。它的优点是经过加料配比后，可使最终的固体产物成为制备铁氧体复合氧化物(可用Cr

Fe

Fe2O4表示)的＋原料，此原料经烧结后，就得到铁氧体复合氧化物。这是一种变害为利的方法。

方法三：

制革厂排放的污泥中约有1/3是有机物，其余是大量的含铬物质，直接排放污泥会对环境造成污染。1996年，外国科学家研究成功了一种技术，较好地解决了制革厂废物利用与环境保护问题。工艺流程如下：

① 污泥与普通黏土以一定比例混合(污泥占25%～30%)后制成砖坯，在窑中以850～ 950℃温度灼烧；

②灼烧前期向窑中鼓入补充了氧气的空气。原因是烧掉有机物，否则无法制成火砖；燃烧有机物在氧气充足的条件下进行，放出足够热量，可节省燃料；

③灼烧后期改用普通空气，且故意限制入窑空气的数量，使呈缺氧状态。原因是保证＋6价铬化合物转变成＋3价铬化合物，并稳定地以＋3价铬化合物形式被固定在火砖内，否则，如以＋6价铬化合物存在，则在雨水淋湿或施工淋水时，铬会被溶解出来而污染环境；

④烧制完成后，直至窑温降至200℃以下，才允许空气自由流通。课题要求：

1.请调查当地的皮革鞣制厂，了解它们对含铬废水处理的技术情况。2.比较该技术与现今流行技术的差异； 3.根据所学知识提出你的意见和建议。课题2：生活中使用电镀制品的调查

市场调查：1.生活中使用电镀制品的情况。2.电镀制品的价格与被镀金属价格的比较。要求写出市场调查报告。