第一篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第六單元 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 第二節(jié)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)(備課資料

●備課資料

一、影響有機(jī)酸酸性強(qiáng)、弱的因素

有機(jī)酸的通式為—OH上的H越易電離出去，酸性越強(qiáng)，影響H＋電離

＋的因素是R—，如果R—是吸電子基團(tuán)，則羥基上的H原子就易電離出H，如果R—是推電子基，則羥基上的H原子就不易電離出H＋。

我們把與O原子相連接的H原子稱為活潑H原子，活潑H的存在，是物質(zhì)呈酸性的前提，如：

羥基上的H原子能否變成H＋電離出來(lái)取決于與—OH聯(lián)接的原子。如果與—OH相連的原子或原子團(tuán)能使羥基上的O—H極化，使電子對(duì)偏向氧原子，則易電離出H＋,酸性就越強(qiáng)。

若R—OH的R含有C==O或

鍵，則非常有利于H的電離。

若R—OH中的R為烴，則為推電子基，使—OH的O—H偏向H原子，則不利于—OH上的H電離，R—越大，推電子能力越強(qiáng)，—OH上的H越不易電離。

根據(jù)以上分析可知：酸性大小比較如下：

則使—OH上的O中的電子與之形成大π

二、幾種常見(jiàn)粒子的顏色 1.水溶液中常見(jiàn)離子的顏色(1)無(wú)色的陽(yáng)離子：

H＋、Ag＋、K＋、Na＋、NH、Cu＋、Ca2＋、Mg2＋、Sr2＋、Ba2＋、Zn2＋、Cd2＋、Hg＋、Hg、Sn、Sn、Al。

(2)有顏色的陽(yáng)離子：

Mn

淺玫瑰色 Co2＋

粉紅色 Fe2＋

淺綠色 Ni2＋

亮綠色

Fe3＋

黃色或棕色(水合離子)Cu2＋

藍(lán)色

［Cu(NH3)4］2＋

深藍(lán)色(3)無(wú)色陰離子： SOHPO、，SO、，S2O－

－2＋2＋4＋3＋2＋、，CO

－、，SiO

－、S、Cl、F、Br、I、NO、PO。

2－

－－－－、、ClO、SCN、CN、OH、CH3COO、C2O(4)有顏色的陰離子： MnO

紫色 MnO

綠色

3－［Fe(CN)6］4－

黃色 ［Fe(CN)6］

紅色 2.幾種離子的焰色反應(yīng) Li＋

紫紅色 Na＋

黃色

K＋

淺紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)

Ca

磚紅色

Sr

洋紅色 Ba2＋

黃綠色 2＋Cu

綠色(CuCl2時(shí)為天藍(lán)色)3.幾種離子常見(jiàn)沉淀物的顏色(1)白色沉淀： AgCl、PbCl2

Ag2SO4、CaSO4、BaSO4 CaCO3、ZnCO3、MgCO3 Zn(OH)

2、Al(OH)

3、ZnS(2)黑色沉淀：

Ag2S、FeS、Fe2S3、PbS、CuS、Hg2S(3)黃色沉淀：

AgBr(淡黃色)、AgI、Ag3PO4、CdS Ag2CO3(淡黃色)［注］(4)其他顏色沉淀： MnS

Cu(OH)

2Fe(OH)2

Fe(OH)HgS

肉紅色 藍(lán)色 白色 紅褐色 紅色 2＋2＋注：Ag2CO3有的分析化學(xué)書(shū)中認(rèn)為是白色沉淀，實(shí)際在溶液中形成的Ag2CO3沉淀為淡黃色。且固態(tài)Ag2CO3亦為黃色粉末。

三、常見(jiàn)物質(zhì)的溶解情況 1.溶解程度的判定

難溶(幾乎不溶或不溶)

微溶

易溶

按任何比例互溶

鹽的溶解性順口溜(協(xié)助記憶)

溶解度＜0.01 克 溶解度0.01~1克 溶解度＞10克 溶解度無(wú)窮大

鉀、鈉、銨鹽都可溶；硝(酸)鹽遇水影無(wú)蹤；硫酸(鹽)不溶鉛和鋇；氯(化)物不溶銀、亞汞。

2.常見(jiàn)物質(zhì)溶解性表：(20℃)

說(shuō)明：“溶”表示那種物質(zhì)可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“揮”表示揮發(fā)性，“—”表示那種物質(zhì)不存在或遇到水就分解了。

從上表可以看出：鈉和鉀的鹽都溶于水；硝酸鹽都溶于水；氯化物除AgCl、HgCl2不溶，PbCl2微溶外，一般都溶于水，硫酸鹽除BaSO4、PbSO4不溶，CaSO4、Hg2SO4、Ag2SO4微溶外，一般溶于水。

*研究性課題示例

“冰甲烷”開(kāi)采方法研究

背景資料：

冰甲烷是人類利用的另一種新型能源。甲烷水合物是一種含有甲烷分子的冰結(jié)晶體，是在深海的低溫高壓環(huán)境下由水與甲烷發(fā)生水合反應(yīng)而形成的，表面看像濕潤(rùn)的雪團(tuán)，點(diǎn)火可燃燒，故稱“可燃冰”。第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要?，F(xiàn)已探明，里海和百慕大三角、我國(guó)南海等許多海域，海底有極其豐富的冰甲烷資源，其中南海的冰甲烷總量超過(guò)已知蘊(yùn)藏在我國(guó)陸地下的天然氣總量的一半。

天然氣水合物是一種晶體，有多種晶體結(jié)構(gòu)，右圖是一種甲烷水合物的晶體結(jié)構(gòu)示意圖，它是由水分子處于頂點(diǎn)位置組成12個(gè)五角形構(gòu)成較小的籠形。

據(jù)測(cè)定，單位結(jié)構(gòu)的甲烷水合物周圍平均46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離H2O分子。m的甲烷水合物含有120 m~150 m的甲烷氣體。

事實(shí)上，CO2分子也可以被水的晶體籠包和而形成CO2的水合物。課題要求：

提出開(kāi)發(fā)海底甲烷的可行性建議。3

參考答案：就目前來(lái)說(shuō)，比較可行的方法是，先融化海底的甲烷水合物，然后回收生成的甲烷氣體。開(kāi)采方法有兩種：其一，如果甲烷以氣體狀態(tài)存在于甲烷水合物層下，則將鉆管直接通到甲烷水合物層下，甲烷氣體自然就會(huì)往上涌出，這樣就能進(jìn)行回收；其二，一旦甲烷水合物層下沒(méi)有氣體狀的甲烷，就必須以間隔數(shù)十米的兩路鉆管通到甲烷水合物層，利用一側(cè)的管子送入蒸汽和鹽水融化甲烷水合物，利用另一側(cè)的管子回收甲烷水合物融化后生成的甲烷。

下圖為日本資源環(huán)境研究所的科學(xué)家設(shè)計(jì)的甲烷水合物的開(kāi)發(fā)示意圖。其設(shè)想是：

①游離甲烷氣體層的進(jìn)行鉆井挖掘可減小壓強(qiáng)，有利于甲烷氣體的放出；

②將淺海高溫海水注入甲烷水合物層中升高了溫度，有利于甲烷氣體的放出；

③在甲烷氣體被開(kāi)采的同時(shí)，還要向深海注入CO2氣體，使CO2分子被水的晶體籠包合而形成CO2的水合物，一方面可以使海底的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不被破壞，另一方面還可以減少大氣中的CO2含量，減緩溫室效應(yīng)。

第二篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第六單元 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 第四節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求(

第四節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

●教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)前面三節(jié)對(duì)各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的練習(xí)，初步了解和熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本方法和基本要求。

●教學(xué)重點(diǎn)

對(duì)前面三節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過(guò)程的總結(jié)與回顧?！窠虒W(xué)難點(diǎn)

對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)基本要求的總結(jié)?！窠虒W(xué)方法

回憶——?dú)w納——討論——閱讀——總結(jié)?！裾n時(shí)安排 一課時(shí)

●教具準(zhǔn)備 投影儀、膠片等。●教學(xué)過(guò)程

［引言］通過(guò)前面三節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)以及對(duì)相關(guān)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與具體操作，我們可知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案是一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的靈魂。那么，對(duì)一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，具體有哪些基本要求，本節(jié)課，我們將通過(guò)對(duì)前述內(nèi)容以及各實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的回憶與歸納，對(duì)此加以總結(jié)。

［板書(shū)］第四節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

［講述］對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，我們?cè)谥耙延羞^(guò)一些練習(xí)，下面請(qǐng)同學(xué)們首先回憶一下我們?cè)谇懊娴膶?shí)驗(yàn)方案中的一般方法即基本思路。

［回憶］第一節(jié)中以鋁為原料制備Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。［板書(shū)］

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路

［提問(wèn)］部分同學(xué)回答，其余同學(xué)可予以補(bǔ)充。［師生共同進(jìn)行總結(jié)］

［投影1］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和目的，以鋁原料的化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，推測(cè)Al(OH)3得以制備的可能化學(xué)過(guò)程及反應(yīng)原理。

2.通過(guò)比較和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選得最佳實(shí)驗(yàn)制備方案。

3.對(duì)最佳制備方案的實(shí)驗(yàn)過(guò)程即實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行比較或驗(yàn)證進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟中所需儀器和藥品進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。

5.對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題以及易發(fā)生的錯(cuò)誤判斷進(jìn)行提示，或者以問(wèn)題和討論之形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

［過(guò)渡］很好。下面請(qǐng)?jiān)倩貞泴?duì)實(shí)驗(yàn)四硫酸亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程。

［想一想］對(duì)硫酸亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與以Al為原料制備Al(OH)3的設(shè)計(jì)有何異同。［提問(wèn)］學(xué)生回答后師生共同總結(jié)得出結(jié)論。［投影2］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，首先?duì)制備原料進(jìn)行選擇。

2.根據(jù)所選定的原料，以原料所具化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，以FeSO4的最終得以制備為目的，推測(cè)制備的可能過(guò)程和反應(yīng)原理。

3.以后之設(shè)計(jì)同于投影1中2以后之思路。

［過(guò)渡］對(duì)于物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案思路，同學(xué)們分析總結(jié)得很好。下面，請(qǐng)接著回憶第 二節(jié)中，對(duì)乙二酸化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和思路。

［學(xué)生回憶］第二節(jié)中乙二酸性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程和思路。［提問(wèn)］部分同學(xué)回答，其余同學(xué)可質(zhì)疑補(bǔ)充。［師生共同討論完善后總結(jié)］ ［投影3］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，首先?duì)乙二酸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

2.根據(jù)對(duì)乙二酸結(jié)構(gòu)分析的結(jié)論，推測(cè)對(duì)其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的可能方法和原理。

3.之后的設(shè)計(jì)思路同于投影1中2以后之思路。

［講述］對(duì)于第一、二節(jié)所涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思路，同學(xué)們分析得很好，總結(jié)得也較為全面。

［想一想］在第三節(jié)中，對(duì)于離子的檢驗(yàn)與對(duì)于未知物檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)思路與上述思路有何異同。

［學(xué)生活動(dòng)］教師巡視，并予以適當(dāng)?shù)奶崾?。［師生共同總結(jié)］

［投影4］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，?duì)待檢物質(zhì)、待檢離子或未知物可能含有的離子或物質(zhì)進(jìn)行判斷分析。

2.根據(jù)所含離子或可能所含離子的化學(xué)性質(zhì)，推測(cè)其可能的檢驗(yàn)方法。3.之后思路仍同于投影1中2以后之思路。

［問(wèn)題］通過(guò)上述的回憶和分析，請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。［提示］請(qǐng)同學(xué)們注意大屏幕上，剛才大家討論總結(jié)的四個(gè)結(jié)論。

［投影5］投影1、2、3、4。［學(xué)生活動(dòng)］教師參與指導(dǎo)。

［提問(wèn)］部分同學(xué)回答，其余學(xué)生補(bǔ)充，師生共同討論得出結(jié)論。

［過(guò)渡］通過(guò)大家的討論分析和總結(jié)，我們可得出化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。［投影］化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑢?duì)實(shí)驗(yàn)所用原料進(jìn)行選擇。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，?duì)實(shí)驗(yàn)待用或待檢物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行分析。3.推測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)過(guò)程或?qū)嶒?yàn)方案。

4.討論、比較或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。

5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟中可能出現(xiàn)錯(cuò)誤或問(wèn)題之處進(jìn)行分析。6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，選擇實(shí)驗(yàn)所用儀器和藥品。

7.對(duì)5中可能出現(xiàn)的其他錯(cuò)誤和意外以問(wèn)題和討論的形式列出。

［講評(píng)］通過(guò)上述的回憶和總結(jié)，我們得出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。然而，若依據(jù)上述思路對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，所得方案并不是一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)方案，一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案有它約定俗成的固定的格式和內(nèi)容。

［問(wèn)題］那么，一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，具體應(yīng)包含哪幾個(gè)方面的內(nèi)容？下面，請(qǐng)?jiān)俅位貞浳覀冎皩?duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過(guò)程的學(xué)習(xí)，也可翻閱課本上有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案。

［學(xué)生活動(dòng)］教師參與、指導(dǎo)。

［板書(shū)］

二、一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含的主要內(nèi)容。［師生共同活動(dòng)后總結(jié)］

［投影］化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案包含的主要內(nèi)容 1.實(shí)驗(yàn)名稱： 2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

3.實(shí)驗(yàn)原理：指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所選擇的最佳實(shí)驗(yàn)方案中所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)原理，需注意的是此條目可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的具體情況予以保留和刪減；

4.實(shí)驗(yàn)用品：包括實(shí)驗(yàn)所用儀器及規(guī)格，所用藥品以及濃度、狀態(tài)等； 5.實(shí)驗(yàn)步驟：包括所用實(shí)驗(yàn)儀器的裝配以及具體的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程； 6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理：可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成表格或其他；

7.問(wèn)題和討論：一般是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟中一些現(xiàn)象和問(wèn)題的補(bǔ)充和修正。［講評(píng)］通過(guò)上述的學(xué)習(xí)，我們分析總結(jié)出了一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路和其他應(yīng)包括的主要內(nèi)容。那么，一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵的所在應(yīng)該是方案中的哪些地方？

［議一議］化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。［學(xué)生互相討論后提問(wèn)］

［答］實(shí)驗(yàn)原理的選擇以及實(shí)驗(yàn)步驟之設(shè)計(jì)。［問(wèn)］對(duì)于以上二者，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意什么？ ［板書(shū)］

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則

［想一想］在以Al為原料制備Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為何沒(méi)有選用Al2O3和水為原料來(lái)制備Al(OH)3？

［答］Al2O3不溶于水，這個(gè)方案在實(shí)驗(yàn)操作中無(wú)法完成。

［講評(píng)］對(duì)。這個(gè)制備方法在實(shí)驗(yàn)中難于完成，它違背了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則，科學(xué)性。

［板書(shū)］1.科學(xué)性：指所選實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法應(yīng)是正確的。［想一想］在以上幾節(jié)實(shí)驗(yàn)方案中科學(xué)性的具體體現(xiàn)。

［提問(wèn)］要求學(xué)生舉例說(shuō)明。

［總結(jié)］科學(xué)性在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中可謂比比皆是。

如：硫酸亞鐵制備的原料選擇過(guò)量鐵屑和稀H2SO4，沒(méi)有選擇少量鐵屑和濃H2SO4；

?又如：在對(duì)硫酸亞鐵銨晶體檢驗(yàn)過(guò)程中，如對(duì)SO24檢驗(yàn)過(guò)程中同樣HNO3酸化在先，則對(duì)Fe2＋之檢驗(yàn)將無(wú)法進(jìn)行等等。

［講評(píng)］科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要遵循客觀事實(shí)，不能憑主觀臆想設(shè)計(jì)出違背客觀事實(shí)即科學(xué)性的原理或程序。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，第二個(gè)原則是安全性原則，它包括避免環(huán)境污染和人身傷害。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，因其波及程序和范圍較小，對(duì)環(huán)境污染要求不是很高，但我們?cè)趯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，還是應(yīng)盡可能避免，如對(duì)實(shí)驗(yàn)尾氣的處理等應(yīng)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中予以充分的考慮。［想一想］在所接觸的實(shí)驗(yàn)方案中，哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的安全性要求。

［學(xué)生討論］教師巡視，可做適當(dāng)提示，之后提問(wèn)。

［答］安全性在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中體現(xiàn)較多。如：易燃物的使用與處理，比如Na和白磷等；易燃易爆物的制取與檢驗(yàn)，比如H2之驗(yàn)純與石油的分餾；實(shí)驗(yàn)室制取Cl2、SO2等尾氣的處理等等。

［板書(shū)］2.安全性

［講述］很好。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，我們還應(yīng)注意其第三條原則，即實(shí)驗(yàn)方案中的可行性，其含義為實(shí)驗(yàn)方案中所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法應(yīng)是在現(xiàn)有知識(shí)和實(shí)驗(yàn)條件下可以完成的，否則，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將會(huì)成為空中樓閣，無(wú)法付諸具體的實(shí)驗(yàn)操作。

［板書(shū)］3.可行性

［過(guò)渡］在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，可行性因受知識(shí)水平之限制一般違規(guī)較少。但對(duì)

其第四條原則，則應(yīng)用較多。

［想一想］在以Al為原料制備Al(OH)3時(shí)，我們?yōu)槭裁丛谧詈蟮娜齻€(gè)方案中，選擇了雙水解這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。

［學(xué)生討論］略

［投影］以Al為原料制備Al(OH)3

［提問(wèn)］為何舍棄1、2，而選用3？

［答］因?yàn)?操作簡(jiǎn)便,藥品用量少且易于操作,現(xiàn)象明顯。［講述］很好。這就是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的第四條原則，即簡(jiǎn)約性

［板書(shū)］4.簡(jiǎn)約性

［閱讀］下面，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文主要內(nèi)容，并聯(lián)系以前化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的實(shí)際，進(jìn)一步熟悉和掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的一般思路、主要內(nèi)容及基本要求。

［課時(shí)小結(jié)］ 本節(jié)課，我們通過(guò)對(duì)前面部分實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的回顧，較為系統(tǒng)地總結(jié)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路、包含內(nèi)容以及設(shè)計(jì)基本要求。對(duì)同一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以有多種不同的實(shí)驗(yàn)方案，但一個(gè)較為完整的實(shí)驗(yàn)方案，無(wú)不具備上述的基本要求。

［布置作業(yè)］

1.課本習(xí)題：在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 2.運(yùn)用本節(jié)課對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般方法和基本要求，完成實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)習(xí)題中，實(shí)驗(yàn)1、2、3之實(shí)驗(yàn)方案之設(shè)計(jì)(各一種即可)。

●板書(shū)設(shè)計(jì)

第四節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路 二、一個(gè)相對(duì)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含的主要內(nèi)容

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則 1.科學(xué)性

2.安全性 3.可行性

4.簡(jiǎn)約性

●教學(xué)說(shuō)明

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較為簡(jiǎn)單，其主要知識(shí)均來(lái)自于前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)體會(huì)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此，對(duì)前面部分內(nèi)容的回憶、復(fù)習(xí)以及分析、總結(jié)之效果，將直接左右本節(jié)課的授課效果。

●綜合能力訓(xùn)練題

某課外活動(dòng)小組加熱炭粉(過(guò)量)和氧化銅的混合物，再用下圖裝置對(duì)獲得的銅粉(含炭)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去。

請(qǐng)你幫助他們完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

(二)實(shí)驗(yàn)用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等；

藥品：紅褐色銅粉(含炭)樣品、過(guò)氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃H2SO4等。(三)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

(四)計(jì)算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝

(用含Ｗ、ｍ

1、ｍ2的代數(shù)式表示)(五)問(wèn)題和討論：

實(shí)驗(yàn)完成，老師評(píng)議說(shuō)：按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即使G中反應(yīng)完全，D中吸收完全，也不會(huì)得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有同學(xué)提出在B與G之間加入一個(gè)裝置。再次實(shí)驗(yàn)后，得到了較正確的結(jié)果。那么，原來(lái)實(shí)驗(yàn)所測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因可能是

。在B與G之間加入的裝置可以是

，其中盛放的藥品是。

解析：本題考查學(xué)生對(duì)一定實(shí)驗(yàn)?zāi)康南聦?shí)驗(yàn)原理的分析能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的分析能力，對(duì)學(xué)生思維的整體性、嚴(yán)密性和靈活性提出了較高的要求。從(四)計(jì)算和(五)問(wèn)題的討論可得出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容是圍繞著實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行的。因?yàn)镚中含銅粉和炭粉，要求銅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需先求出樣品中銅粉或炭粉的質(zhì)量，從圖示裝置可以看出，A、B為制氣裝置，再?gòu)乃峁┑乃幤愤M(jìn)行分析，可知能生成氣體的試劑應(yīng)

MnO2是過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳，兩者發(fā)生反應(yīng)：2H2O2??????O2↑＋2H2O，其中MnO2作該反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)發(fā)生時(shí)，B中有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的O2通過(guò)G裝置時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2Cu?＋O2?????2CuO、C＋O2????CO2，此時(shí)單質(zhì)銅變成黑色的CuO，樣品中的炭粉變?yōu)镃O2而被D裝置吸收，未反應(yīng)的O2通過(guò)E時(shí)，會(huì)有氣泡產(chǎn)生，E中盛放液體應(yīng)為濃H2SO4，是為

了防止空氣中的水分進(jìn)入D管而設(shè)置的，D中盛放的藥品應(yīng)是堿石灰，(m2－m1)g應(yīng)為CO2的質(zhì)量，樣品中炭粉的質(zhì)量為(m2－m1)g×

1244 g，則銅粉質(zhì)量應(yīng)為［Ｗ－(m2－m1)×

1244］g。據(jù)此，樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可求出。實(shí)驗(yàn)所測(cè)銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小的原因是制氧裝置中制得的O2帶有水蒸氣，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，水蒸氣也被D吸收，致使m2的數(shù)值偏大，(m2－m1)×1244g的質(zhì)量大于樣品中炭粉的實(shí)際質(zhì)量，從而，［Ｗ－(m2－m1)×

1244］g小于樣品中銅粉質(zhì)量，使測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。改進(jìn)的方法是在B和G之間加一個(gè)干燥裝置，若是洗氣瓶，盛放的藥品是濃H2SO4，若是干燥管，盛放的藥品是堿石灰。

答案：(一)測(cè)定銅粉樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

MnO(三)B、E中有氣泡產(chǎn)生

2HO222??????2H2O＋O2↑

G中紅褐色粉末變成黑色

2Cu＋O?2===2CuO、C＋O2????CO2

W?(m122?m1)?(四)

44W×100％

(五)從B中出來(lái)的水蒸氣通過(guò)G被D中堿石灰吸收

洗氣瓶

濃硫酸(或干燥管 灰)

堿石

第三篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第二單元 膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用 第二節(jié)膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用(備課資料)

●備課資料

一、膠體與溶液、濁液之間最本質(zhì)的區(qū)別是什么？

膠體與溶液、濁液之間最本質(zhì)的區(qū)別是分散質(zhì)粒子的大小不同。溶液分散質(zhì)直徑＜ －9－10 m，濁液分散質(zhì)的直徑是＞107 m，而膠體的分散質(zhì)直徑介于二者之間。

溶液、膠體和濁液由于分散質(zhì)粒子大小不同，而在性質(zhì)上、外觀上也有許多不同。比較如下：

二、膠體化學(xué)的研究歷史

人們?cè)诠糯徒佑|和利用過(guò)很多種膠體。例如，生活中遇到的面團(tuán)、乳汁、油漆、土壤等，都屬膠體范圍。

1663年，卡西厄斯（Cassius）用氯化亞錫還原金鹽溶液，制得了紫色的金溶膠。從十九世紀(jì)初，人們開(kāi)始了對(duì)膠體的科學(xué)研究。1809年，列伊斯使用一支U型管，管底中部放一粘土塞子，盛水后通電。他觀察到粘土的懸浮粒子向陽(yáng)極移動(dòng)，而陰極一臂中的水位則上升。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了粘土粒和水兩個(gè)相，帶有相反的電荷，這種現(xiàn)象叫做“電泳”。1827年，英國(guó)植物學(xué)家R·布朗（R·Brown，1773～1858）用顯微鏡觀察水中懸浮的藤黃粒子，發(fā)現(xiàn)粒子不停頓地在運(yùn)動(dòng)著，后來(lái)人們就把膠體粒子所呈現(xiàn)的這個(gè)重要現(xiàn)象稱作“布朗運(yùn)動(dòng)”。

1838年，阿歇森（Ascherson，德）在雞蛋白的水溶液中加入一些橄欖油，使之呈懸浮的微滴。他在研究這種油滴的行為時(shí)，看到雞蛋白在油滴與水（介質(zhì)）的界面上，形成了一層膜。這一實(shí)驗(yàn)表明，在這種情況下蛋白質(zhì)形成了幾分子厚度的一層薄膜，而變得不能溶于水了，這種現(xiàn)象叫做“變性”作用，他同時(shí)還發(fā)現(xiàn)油滴在蛋白質(zhì)的“保護(hù)”下也不能“聚結(jié)”了。1845～1850年間，塞爾米（F·Selmi，意）對(duì)無(wú)機(jī)膠體作了系統(tǒng)的研究，包括AgCl溶膠的生成條件以及鹽類對(duì)它的凝聚作用。

1857年，法拉第曾做試驗(yàn)，他使一束光線通過(guò)一個(gè)玫瑰紅色的金溶膠。這個(gè)溶膠原來(lái)也像普通的溶液一樣是清澈的，但當(dāng)光線射過(guò)時(shí)，從側(cè)面可以看到在此溶膠中呈現(xiàn)出一條光路。后來(lái)丁達(dá)爾（J·Tyndall，1820～1893，英）對(duì)此現(xiàn)象作了廣泛的研究，以后人們就把這一現(xiàn)象稱做“丁達(dá)爾效應(yīng)”。此外，法拉第還曾做試驗(yàn)，他往無(wú)機(jī)溶液中先加入動(dòng)物膠，再加入適當(dāng)?shù)某恋韯r(shí)發(fā)現(xiàn)這時(shí)原來(lái)的沉淀作用不再發(fā)生了，這種作用后來(lái)被稱做“保護(hù)”作用。

1861～1864年間，格雷哈姆（T·Graham，1805～1869，英）對(duì)膠體進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。為著區(qū)別膠體和晶體，他首先提出了膠體(colloid)這一名稱。他指出動(dòng)物膠是典型的膠體，不結(jié)晶，在水中擴(kuò)散時(shí)要比晶體慢得多。他采用過(guò)以羊皮紙作半透膜的滲析法，膜的微孔只能讓溶液中原為晶體物質(zhì)的溶質(zhì)粒子透過(guò)，而膠體粒子則穿透不過(guò)去。因此他就用這種方法來(lái)純制膠體。他還發(fā)現(xiàn)雖然晶體物質(zhì)的溶質(zhì)粒子比動(dòng)物膠類的膠體粒子小得多，但若有許多這類溶質(zhì)粒子聚集在一起，也能形成一個(gè)膠體粒子，金溶膠的形成就屬于這種情況。格

雷哈姆還區(qū)別了溶膠和凝膠，指出硅酸和氫氧化鋁的沉淀就屬于后者。他還研究了凝膠的“膠溶”現(xiàn)象和“脫水收縮”現(xiàn)象。他對(duì)膠體的這些方面的研究，導(dǎo)致建立了一門有系統(tǒng)性的學(xué)科——膠體化學(xué)。十九世紀(jì)末，人們對(duì)半透膜的滲析方法，又通以電流，發(fā)展成為電滲析法；另外還通過(guò)加壓，發(fā)展為“超濾法”。1911年，唐南（T·G·Donnan，英）又提出了半透膜平衡的理論，并且為實(shí)驗(yàn)所證明。

關(guān)于膠體的定義，1907年法伊曼（П·П·Ваймарн，1879～1935，俄）明確地提出了膠體的概念，認(rèn)為它是物質(zhì)處在一定程度的分散狀態(tài)，即粒子大小在十至一千多埃之間。同年，奧斯特瓦爾德進(jìn)一步對(duì)膠體作出新的定義，認(rèn)為膠體是一種多相體系，由分散相膠粒和分散介質(zhì)所構(gòu)成。前者可以是固、液或氣體（溶膠、煙、霧、泡沫、膜等）。由于當(dāng)物質(zhì)處于高度分散的膠粒狀態(tài)時(shí)，擴(kuò)展出了很大的界面，因此膠體化學(xué)的研究又與表面化學(xué)密切聯(lián)系起來(lái)了。

表面力導(dǎo)致吸附現(xiàn)象。J·W·吉布斯在1876年應(yīng)用熱力學(xué)，研究了等溫吸附，指出，借測(cè)量溶液的表面張力，可以計(jì)算出液體表面的吸附量。但他的這一理論當(dāng)時(shí)并未引起人們的注意，只是在三十多年后才由實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。1906年，富朗特里希（H·Freundlish)研究了木炭等吸附劑從脂肪酸溶液中吸附溶劑的性質(zhì)，總結(jié)出了經(jīng)驗(yàn)公式，稱做“富氏吸附公式”。1916年，朗繆爾（I·Langmuir，1881～1957，美）又從分子運(yùn)動(dòng)論推導(dǎo)出“朗氏吸附公式”，但這一公式只適用于單分子層。次年，他又設(shè)計(jì)一種“表面天平”，可以計(jì)量液面上散布的一層不溶物質(zhì)的表面積，由此能計(jì)算后者的分子截面。1938年，布侖諾厄（S·Brunauer）、愛(ài)麥特（P·H·Emmett）和特勒（E·Teller）把朗氏公式推廣到多分子層吸附現(xiàn)象，求得一個(gè)比較廣泛適用的多分子層吸附等溫線公式，即后來(lái)的所謂“BET公式”，從而建立了現(xiàn)代測(cè)定固體比表面的標(biāo)準(zhǔn)方法，它對(duì)于催化作用的定量研究起了重大的推進(jìn)作用。

另一方面，對(duì)膠體粒子的直接觀察，在二十世紀(jì)初也有了進(jìn)展，1903年，西登托夫（H·Siedentopf，1872～1940）和齊格蒙第（R·Zsigmondy，1865～1929，瑞士）發(fā)明了觀察膠體粒子運(yùn)動(dòng)的超顯微鏡，實(shí)際上觀察到的是散射光，即膠粒以一個(gè)個(gè)亮點(diǎn)的形式而呈現(xiàn)。一般顯微鏡只能看到2000埃以上的物象，而超顯微鏡則可以觀察到小至100埃的粒子。貝侖（J·B·Perrin，1870～1942，法）就曾借這種儀器進(jìn)行試驗(yàn)，他把一定大小的藤黃小球懸浮在水中，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羅常數(shù)。

1913年，德國(guó)魯斯卡（E·Ruska)、麻爾和阿登內(nèi)（V·Ardenne）發(fā)明了電子顯微鏡，用電子束代替普通光線，并運(yùn)用磁鏡聚焦，這樣能達(dá)到三十萬(wàn)倍的線性放大，能觀察到10埃以上大小的物像，這也就是膠粒大小的低限。電子顯微鏡通過(guò)復(fù)制技術(shù)，更可以用來(lái)觀察表面膜內(nèi)小至約10埃的膠粒。

為了能夠確定一個(gè)膠體粒子的“分子量”，1923年，瑞典斯維德貝格（T·Svedberg,1884～）設(shè)計(jì)了超離心機(jī)，獲得的引力常數(shù)達(dá)30萬(wàn)倍于地心引力常數(shù)，為測(cè)量蛋白質(zhì)分子在水中的沉降速度創(chuàng)造了條件，從而能計(jì)算蛋白質(zhì)的分子量。他的一些測(cè)定結(jié)果如下：

牛胰島素

46，000 人血紅朊

63，000 人血清球朊

153，000 章魚(yú)血清朊

2，800，000 煙草花葉病毒

31，400，000 斯維德貝格的工作在親液膠體方面取得了重大的成就，對(duì)蛋白質(zhì)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，由于憎液膠體具有很大的相界面，從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)衡量，它是不穩(wěn)定的體系。因此有關(guān)膠體穩(wěn)定性的研究便成為膠體化學(xué)的中心課題之一。本世紀(jì)四十年代，蘇聯(lián)人

杰里雅金（Дерягин)、朗道（Ландау)、荷蘭人費(fèi)韋（Verwey），以及烏弗貝克（Overbeek)，各自獨(dú)立地建立了膠體穩(wěn)定性的理論，稱做DLVO理論。這個(gè)理論考慮了質(zhì)點(diǎn)之間由于雙電層的存在而引起的斥力，以及質(zhì)點(diǎn)之間的范德華力。這樣，便第一次從理論上定量地解釋了質(zhì)點(diǎn)形狀比較簡(jiǎn)單的膠體的穩(wěn)定性，因此對(duì)膠體化學(xué)的發(fā)展有著重大的影響。

綜觀二十年代利用超離心機(jī)的實(shí)驗(yàn)，三十年代多層吸附理論和四十年代憎液膠體穩(wěn)定理論的建立，可以說(shuō)是最近半世紀(jì)中膠體化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的三大成就。

有一類物質(zhì)，如肥皂、染料，具有很奇特的性質(zhì)。按其溶液的依數(shù)性，可以斷定質(zhì)點(diǎn)的數(shù)目很少，但其電導(dǎo)率卻很高，并且其電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系也與一般電解質(zhì)很不一樣。這類物質(zhì)的另一特點(diǎn)是有增溶作用。麥克班（J·W·McBain，美）在本世紀(jì)初期，系統(tǒng)地研究了這類物質(zhì)的性質(zhì)，開(kāi)辟了所謂膠態(tài)電解質(zhì)的領(lǐng)域。他證明，在溶液中，這類物質(zhì)的分子或離子能聚集成膠團(tuán)，從而解釋了它們的許多特性。近代表面活性劑的多樣化應(yīng)用，正是在這一理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

1936年，繆勒（Erwin Wilhelm Müller，美籍德人）發(fā)明了場(chǎng)發(fā)射顯微鏡。他是利用一個(gè)高熔金屬（鎢、鉑）的尖端為陰極，在高電場(chǎng)作用下，使該尖端發(fā)射出電子，并將其投射在熒光屏上，形成尖端上原子的電子投射象，分辨本領(lǐng)約達(dá)20埃。1951年，繆勒進(jìn)一步將尖端改為陽(yáng)極，令氦離子投射在屏上，成為場(chǎng)離子顯微鏡，分辨本領(lǐng)能達(dá)到2埃。這些儀器適用于觀察表面原子的微觀排列，包括被吸附的物質(zhì)。再結(jié)合超高真空技術(shù)，它已成為現(xiàn)代研究固體表面結(jié)構(gòu)的有力工具。

當(dāng)前，膠體化學(xué)正在研究的課題大致有：（1）第一吸附層的本性，（2）電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，（3）濕潤(rùn)作用的本性等。此外，還有一些問(wèn)題有待于創(chuàng)造研究條件，然后才能找到解決的途徑。例如：從溶液中吸附的單分子層區(qū)；表面層機(jī)械性能的本性；泡沫和乳膠的本性等問(wèn)題。

膠體化學(xué)的應(yīng)用范圍，涉及到很多工業(yè)部門。近年來(lái)對(duì)油漆膜的物化性能、催化劑的作用機(jī)理、生物膜及合成膜的選擇性滲透機(jī)理等研究，都受到重視。膠體化學(xué)還深入到分子生物學(xué)的其他領(lǐng)域。大氣污染中氣溶膠的形成與破除又是一項(xiàng)重要的課題。自從塑料、橡膠、合成纖維工業(yè)興起以來(lái)，膠體化學(xué)的研究與高分子化學(xué)的聯(lián)系更加密切。

三、膠體的結(jié)構(gòu)

當(dāng)溶膠通以直流電時(shí)，可以看到膠粒向某一電極移動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做電泳。它說(shuō)明膠體粒子是帶電的。要認(rèn)識(shí)膠體的結(jié)構(gòu)，首先必須了解膠粒為什么會(huì)帶電。膠粒帶電的原因，是由于膠體是高分散的多相體系，具有巨大的界面（總表面積），因而有很強(qiáng)的吸附能力。它能有選擇地吸附介質(zhì)中的某種離子，而形成帶電的膠粒。

關(guān)于膠體的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在認(rèn)為，在膠體粒子的中心，是一個(gè)由許多分子聚集而成的固體顆粒，叫做膠核。在膠核的表面常常吸附一層組成類似的、帶相同電荷的離子。例如，硝酸銀

－與氯化鉀反應(yīng)，生成氯化銀溶膠，若氯化鉀過(guò)量，則膠核氯化銀吸附過(guò)量的Cl而帶負(fù)電，＋若硝酸銀過(guò)量，則氯化銀吸附過(guò)量的Ag而帶正電。

當(dāng)膠核表面吸附了離子而帶電后，在它周圍的液體中，與膠核表面電性相反的離子會(huì)擴(kuò)散到膠核附近，并與膠核表面電荷形成擴(kuò)散雙電層（如圖）。擴(kuò)散雙電層由兩部分構(gòu)成：

擴(kuò)散雙電層

（1）吸附層

膠核表面吸附著的離子，由于靜電引力，又吸引了一部分帶相反電荷的離子（以下簡(jiǎn)稱反離子），形成吸附層。

（2）擴(kuò)散層

除吸附層中的反離子外，其余的反離子擴(kuò)散分布在吸附層的外圍。距離吸附層的界面越遠(yuǎn)，反離子濃度越小，到了膠核表面電荷影響不到之處，反離子濃度就等于零。從吸附層界面（圖的虛線）到反離子濃度為零的區(qū)域叫做擴(kuò)散層。

這里再以氯化銀溶膠為例來(lái)說(shuō)明。包圍著氯化銀膠核的是擴(kuò)散雙電層（吸附層和擴(kuò)散層），膠核和吸附層構(gòu)成了膠粒，膠粒和擴(kuò)散層形成的整體為膠團(tuán)，在膠團(tuán)中吸附離子的電荷數(shù)與反離子的電荷數(shù)相等，因此膠粒是帶電的，而整個(gè)膠團(tuán)是電中性的。

由于膠核對(duì)吸附層的吸引能力較強(qiáng)，對(duì)擴(kuò)散層的吸引能力較弱，因此在外加電場(chǎng)（如通直流電）作用下，膠團(tuán)會(huì)從吸附層與擴(kuò)散層之間分裂，形成帶電荷的膠粒而發(fā)生電泳現(xiàn)象。

下圖是硅酸膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖。m個(gè)SiO2·nH2O分子聚集成膠核，膠核表面的H2SiO

32?有微弱的電離，膠核選擇吸附與其組成類似的n個(gè)SiO3，H為反離子，總數(shù)為2 n個(gè)，其

＋

2?中2（n－x）個(gè)為帶負(fù)電的SiO3所吸引，共同構(gòu)成膠粒中的吸附層，其余的2x個(gè)H則分

＋布在擴(kuò)散層中，它的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)也可以用下面式子來(lái)表示。

硅酸溶膠是土壤膠體中的重要部分，而土壤膠體又是土壤中最重要、最活躍的部分，植物營(yíng)養(yǎng)的吸收，土壤中的各種反應(yīng)，大都集中在這一部分。

硅酸膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖

膠體在土壤肥力上起著巨大作用，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著重要意義。

四、高分子凝膠的智能化

高分子凝膠是指三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子化合物與溶劑組成的體系，由于它是一種三維網(wǎng)絡(luò)立體結(jié)構(gòu)，因此它不被溶劑溶解，同時(shí)分散在溶劑中并能保持一定的形狀。溶劑雖然不能將三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子溶解，但高分子化合物中親溶劑的基團(tuán)部分卻可以被溶劑作用而使高分子溶脹，這也是形成高分子凝膠的原因之一。

高分子凝膠的智能化表現(xiàn)在以下幾方面。當(dāng)外部環(huán)境的pH、離子強(qiáng)度、溫度、電場(chǎng)以及環(huán)境中所含有的其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，高分子凝膠即呈現(xiàn)出“刺激—應(yīng)答”狀態(tài)。例如在高分子凝膠中出現(xiàn)相轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔增大、網(wǎng)絡(luò)失去彈性、網(wǎng)絡(luò)的體積急劇變化（可變化幾百倍之多），甚至在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不再存在凝膠相。而且這些變化是可逆的和不連續(xù)的。

上述這些變化使高分子凝膠的體積既可以發(fā)生溶脹，又可以收縮，利用這種性質(zhì)設(shè)計(jì)出一種裝置，它具有肌肉的功能，這種人造肌肉制成機(jī)械手類似于智能機(jī)器人的手，能夠拿東西。

我們可以看出，這種人造肌肉是被誰(shuí)指令的呢？那就是上面指出的外部環(huán)境的各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生的變化。

這種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子凝膠的溶脹行為還可以由于糖類的刺激而發(fā)生突變，這樣，高分子溶脹行為將受到葡萄糖濃度變化的指令。

葡萄糖濃度信息對(duì)于糖尿病患者是很重要的，如果以這種含葡萄糖的高分子凝膠作為負(fù)載胰島素的載體，表面用半透膜包覆，在此體系中隨著葡萄糖濃度的變化，高分子凝膠將作出響應(yīng)，執(zhí)行釋放胰島素的命令，從而有效地維持糖尿病患者的血糖濃度處于正常。

五、納米材料

納米材料是近年來(lái)受到人們極大重視的一個(gè)領(lǐng)域。它至少可以分為以下三類：

（1）金屬與半導(dǎo)體的納米顆粒。這種物質(zhì)當(dāng)顆粒尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，金屬顆粒的能級(jí)，從準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)變?yōu)殡x散能級(jí)，最后達(dá)到類似分子軌道的能級(jí)。這時(shí)，它們的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生突變。不同物質(zhì)有不同的尺寸臨界值。這類物質(zhì)是物理學(xué)家研究的對(duì)象。

（2）Al2O3、MgO、某些硅酸鹽等絕緣體，它們的納米顆粒早已被人們研究（如催化劑、陶瓷材料等），在一般情況下并不呈現(xiàn)特殊的電學(xué)性能。

（3）化學(xué)家早已合成出的許多大分子、如冠醚化合物、樹(shù)型化合物、多環(huán)化合物、超分子化合物、富勒烯等等，它們的分子尺寸可達(dá)幾納米，甚至幾十納米。一些生物活性的大分子也可以歸入此類。這些化合物的電子能級(jí)一般都表現(xiàn)出分子軌道能級(jí)的特點(diǎn)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)離子導(dǎo)電。它們的導(dǎo)電性質(zhì)與顆粒尺寸的關(guān)系不明顯，與金屬納米顆粒的性質(zhì)有很大的差別。但是，這一類大分子化合物，當(dāng)分子結(jié)構(gòu)達(dá)到一定尺寸和復(fù)雜程度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些特殊性質(zhì)，如自修復(fù)、自組合等，形成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。以富勒烯為例：

1985年，英國(guó)化學(xué)家Kroto，美國(guó)化學(xué)家Curl和Smalley在研究碳原子形成團(tuán)簇（cluster)的條件和機(jī)制時(shí)，首次在質(zhì)譜圖上觀察到C60和C70的存在。后來(lái)因?yàn)槭艿浇ㄖW(xué)家Fuller所設(shè)計(jì)的拱形圓頂建筑的啟發(fā)，想出了C60的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)和足球相似，是由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成的中空的球形分子。

值得重視的是，富勒烯的合成也是以碳原子（用電弧放電法使石墨氣化）為真正的原料。和人造金剛石的思路有異曲同工之妙，關(guān)鍵在于如何控制碳原子形成團(tuán)簇時(shí)多種可能采取的結(jié)構(gòu)途徑之間的比例。

左下圖是富勒烯家族中的一些“成員”的結(jié)構(gòu)示意圖。右下圖是近年來(lái)倍受重視的碳納米管的結(jié)構(gòu)模型圖。這種材料因?yàn)榭梢栽诠苌系奶荚犹幫ㄟ^(guò)形成化學(xué)鍵的方式和其他功能分子相連接，有可能成為一種比較容易制備且可多點(diǎn)連接的分子導(dǎo)線而受到關(guān)注。此外，利用它做一種模具，設(shè)法在其中充以金屬氧化物（可通過(guò)硝酸鹽的分解來(lái)得到），經(jīng)過(guò)還原可制備出納米量級(jí)的金屬“細(xì)絲”。納米材料是一個(gè)全新的材料科學(xué)領(lǐng)域，可作超導(dǎo)材料。

1991年日本Sumio Lijima用電弧放電法制C60得到的碳炱中發(fā)現(xiàn)管狀的碳管碳的壁為類石墨二維結(jié)構(gòu)，基本上由六元并環(huán)構(gòu)成，按管壁上的碳碳鍵與管軸的幾何關(guān)系可分為“扶手椅管”“鋸齒狀管”和“螺管”三大類，按管口是否封閉可分為“封口管”和“開(kāi)口管”，按管壁層數(shù)可分為單層管（SWNT）和多層管（MWNT）。多層管有點(diǎn)像俄國(guó)玩具“套娃”，層

－間距為340 pm，比石墨的層間距335 pm略大。管碳的長(zhǎng)度通常只達(dá)到納米級(jí)（1 nm=109 m）。

C60自從發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直是科學(xué)家關(guān)注的物質(zhì)。近年的研究發(fā)現(xiàn)，C60分子被發(fā)現(xiàn)及制備后，其獨(dú)特的光電磁性引起科學(xué)家的濃厚興趣。例如：C60的超導(dǎo)溫度為18 K，當(dāng)摻雜CHCl3后超導(dǎo)溫度提高到80 K，當(dāng)摻雜CHBr3后超導(dǎo)溫度提高到117 K。另外，一般的高分子中引入少量C60后，能產(chǎn)生較好的光電導(dǎo)性能，可用于高效催化劑、緊湊型高能電池、光化學(xué)裝置及化學(xué)傳感器。水溶性的高分子C60衍生物將應(yīng)用于生物與藥物中，其抗病毒試驗(yàn)已得到令人驚奇的結(jié)果。據(jù)最近的研究結(jié)果表明，C60具有治療艾滋病的功效。含C60衍生物能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

六、趣味實(shí)驗(yàn) 膠體粒子的電泳 操作：

（1）用直徑為12厘米培養(yǎng)皿作槽體，槽里加入0.1%的硝酸鉀溶液，然后用滴管伸到硝酸鉀稀溶液的下面，緩慢地加入硝酸鉀飽和溶液，使稀、濃溶液之間形成一個(gè)界面。

（2）在槽中央硝酸鉀稀溶液里輕輕滴入幾滴氫氧化鐵溶膠，使它在稀、濃溶液的界面處形成一個(gè)圓珠，如圖所示。

（3）小心地插入兩片碳電極，接通20～30伏的直流電源后，氫氧化鐵膠粒逐漸向陰極移動(dòng)，致使陰極附近溶液的顏色變深。說(shuō)明氫氧化鐵膠體粒子帶正電。

七、鹵水為什么可以點(diǎn)豆腐

答：豆?jié){是膠體，鹵水是一種鎂鹽，這種鹽使豆?jié){膠體發(fā)生凝聚，所以鹵水能點(diǎn)豆腐，豆腐是一種凝膠。

解析：膠體中分散質(zhì)的直徑大小決定了膠體具有獨(dú)特的性質(zhì)。①丁達(dá)爾現(xiàn)象：此現(xiàn)象是膠體的光學(xué)性質(zhì)，是膠體粒子對(duì)光的散射而形成的；②布朗運(yùn)動(dòng)：是膠體的力學(xué)性質(zhì)，是膠體粒子受到分散劑分子在每一方向不均衡碰撞造成的；③電泳現(xiàn)象：是膠體的電學(xué)性質(zhì)。這是由于膠體具有較大的表面積，能吸附陽(yáng)離子或陰離子，使得膠粒帶有正電荷或負(fù)電荷。在外加電場(chǎng)作用下帶電膠粒向陰極或陽(yáng)極作定向移動(dòng)。④膠體粒子由于都帶有相同電荷，它們之間相互排斥而達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)向膠體中加入某電解質(zhì)時(shí)，破壞了膠粒之間的排斥力，使膠粒凝聚而沉積下來(lái)。鹵水點(diǎn)豆腐就是這個(gè)原理，此過(guò)程稱膠體的凝聚。

八、能否使用兩種不同品牌的藍(lán)黑墨水？

答：不能，同時(shí)使用兩種不同牌子的墨水，會(huì)出現(xiàn)鋼筆堵塞現(xiàn)象。

解析：墨水通常都是膠體，不同牌子的墨水往往含的膠粒所帶電荷不同，當(dāng)二者相遇時(shí)，相異電荷的互相吸引而破壞了膠體中膠粒之間的排斥力而發(fā)生膠體的凝聚，產(chǎn)生的固體沉積會(huì)堵塞鋼筆。一般情況下：金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子吸附陽(yáng)離子，膠粒帶正電荷；非金屬氧化物、金屬的硫化物的膠粒吸附陰離子，膠粒帶負(fù)電荷。

第四篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第六單元 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 第三節(jié)物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)(備課

●備課資料

一、物質(zhì)的分離與提純

在生產(chǎn)和生活中，我們接觸到的物質(zhì)大多是混合物。為了適應(yīng)各種不同需要，我們經(jīng)常要把混合物里的幾種物質(zhì)分開(kāi)，分別得到純凈物，這個(gè)過(guò)程叫混合物的分離。物質(zhì)的提純是把混合物中的雜質(zhì)除去以得到純凈物的過(guò)程，在提純過(guò)程中，雜質(zhì)不必還原成原物質(zhì)。根據(jù)混合物各成分的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的不同，用不同的方法進(jìn)行分離或提純。物質(zhì)的分離和提純也是重要的基本操作。

(一)物理方法

根據(jù)物質(zhì)不同的物理性質(zhì)來(lái)分離混合物。1.過(guò)濾法

是將溶液中不溶性物質(zhì)分離出來(lái)的方法。整個(gè)操作要掌握三靠二低的原則(如下圖)。操作要求：

(1)制做過(guò)濾器

折疊濾紙的角度應(yīng)與漏斗角度相同，濾紙的邊緣應(yīng)比漏斗口低0.5厘米，剪去濾紙多余部分，手指按住濾紙三層的一邊，用水把濾紙潤(rùn)濕，使濾紙緊貼漏斗的內(nèi)壁，沒(méi)有空隙，不留氣泡，以保證過(guò)濾的速度。

(2)過(guò)濾

①將過(guò)濾器放在漏斗架或鐵架臺(tái)的小鐵圈上，漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁。②左手持玻璃棒，棒的下端輕輕接觸三層濾紙。

③右手握燒杯，燒杯嘴緊靠玻璃棒，使液體沿棒緩緩流下，液面至離濾紙邊緣0.5厘米處停止加液。

(3)洗滌

①若要收集濾液，在將混合液全部過(guò)濾后，用清水2~3毫升沖洗曾盛過(guò)混合液的燒杯，用玻璃棒引導(dǎo)沿濾紙內(nèi)四周注入漏斗里，再用清水沖洗濾紙四周上的附著物。反復(fù)沖洗兩次，目的是使燒杯和濾紙上殘存的溶質(zhì)盡可能轉(zhuǎn)入濾液。要注意觀察濾液顏色，如果濾液渾濁，應(yīng)把濾液再過(guò)濾一次。

②若要得到純凈的沉淀物，則需對(duì)沉淀物反復(fù)洗滌(加入適量蒸餾水，使水面浸沒(méi)沉淀物，待水濾去后，再加水洗滌，連續(xù)幾次)。

2.結(jié)晶法

幾種可溶性固態(tài)物質(zhì)的混合物，根據(jù)它們?cè)谕N溶劑里溶解度的不同，可用結(jié)晶法分離。例如結(jié)晶法分離硝酸鉀和氯化鈉。從溶解度曲線圖可知：硝酸鉀溶解度隨溫度升高明顯增大，氯化鈉則受溫度影響小。可以把混合物在較高溫度下制成飽和溶液，降溫，部分硝酸鉀結(jié)晶析出，過(guò)濾后得到較純的硝酸鉀。若欲得到更純的晶體，可反復(fù)使用結(jié)晶法、重結(jié)晶法。另一物質(zhì)氯化鈉仍在溶液中，加熱蒸發(fā)掉溶劑，使氯化鈉成為晶體析出。

3.蒸餾法

用來(lái)分離沸點(diǎn)不同但又互溶的液體混合物。其操作過(guò)程是

液態(tài)混合物

氣態(tài)

液態(tài)

因沸點(diǎn)不同，可以在不同溫度時(shí)，收集到不同的物質(zhì)。蒸餾水的制備和石油的分餾，都是利用這個(gè)原理。實(shí)驗(yàn)室蒸餾裝置如圖所示。操作注意：

①蒸餾燒瓶?jī)?nèi)放碎瓷片，外墊石棉網(wǎng)。

②使溫度計(jì)水銀球上緣恰與蒸餾燒瓶支管接口的下緣在同一水平線上。③冷卻水自下而上不斷流動(dòng)，與熱蒸氣方向相反，以充分進(jìn)行熱交換。4.分液法

用于把兩種密度不同、又不互相混溶的液體分開(kāi)。操作應(yīng)在分液漏斗里進(jìn)行。具體方法：

①把待分離的液體混合物注入分液漏斗，蓋好玻璃塞，注意使塞上凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗口徑上的小孔。

②把分液漏斗置于鐵架臺(tái)上，分液漏斗下端應(yīng)緊靠燒杯內(nèi)壁靜置，待液體分層。

③打開(kāi)漏斗下方的旋塞，使液體慢慢流至燒杯中，待下層液體流完，立即關(guān)閉旋塞。④把上層液體從分液漏斗上口倒出。

5.萃取法

利用一種物質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)的方法。能提取溶質(zhì)的溶劑叫萃取劑。

(1)萃取劑的選擇

①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解性應(yīng)大于在原溶劑中的溶解性。②萃取劑與原溶劑互不相溶。

(2)操作方法

①把溶液和萃取劑都注入分液漏斗。

②右手壓住分液漏斗上端塞子，左手握住旋塞部，充分振蕩。

③把分液漏斗放在鐵架臺(tái)上，靜置，待溶質(zhì)進(jìn)入萃取劑、兩種液體分層后即可分液。④蒸發(fā)萃取劑可得純凈物。

6.升華法

利用某些物質(zhì)具有升華的特性，將它與無(wú)升華特性的固體分離的方法。

［例］碘的提純。碘中若有不升華的雜質(zhì)，加熱混合物，使碘升華，冷卻；收集凝華后的碘，使碘與雜質(zhì)分離。

7.滲析法

利用半透膜使膠體與混于膠體中的分子、離子分離的方法。如淀粉膠體混有食鹽，可用此法分離。滲析時(shí)間要充分。此法可精制膠體。操作方法見(jiàn)右圖。

(二)化學(xué)方法

原理

用化學(xué)方法分離或提純物質(zhì)時(shí)，要同時(shí)考慮到各組成成分及雜質(zhì)的性質(zhì)和特點(diǎn)，利用它們之間的差別，加以分離。在提純時(shí)，應(yīng)最終把雜質(zhì)轉(zhuǎn)變成沉淀、氣體或轉(zhuǎn)變成被提純的成分。一般要求操作簡(jiǎn)便易行，不引入新雜質(zhì)。除去多種雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮加入試劑的順序。

二、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法(一)常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn)

(二)常見(jiàn)陰離子的檢驗(yàn)

三、常見(jiàn)有機(jī)物的檢驗(yàn)

四、物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的幾種類型與檢驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)

總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論是鑒定、鑒別還是推斷，都要熟悉物質(zhì)的特征。既要抓共性又要抓特性。但首要的是要熟悉物質(zhì)的特性，要善于抓住物質(zhì)的本質(zhì)差異，利用特效反應(yīng)去解決問(wèn)題。在上述基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案。方案應(yīng)步驟完整，嚴(yán)密，清晰，方法簡(jiǎn)潔，現(xiàn)象明顯，結(jié)論準(zhǔn)確。

敘述應(yīng)扼要簡(jiǎn)明，要善于應(yīng)用化學(xué)術(shù)語(yǔ)和化學(xué)文字以及圖示法等。

書(shū)寫(xiě)應(yīng)格式規(guī)范，字跡工整。實(shí)驗(yàn)報(bào)告或試卷的卷面一定要整齊潔凈。

解答鑒定、鑒別、推斷等物質(zhì)檢驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，具體要注意的事項(xiàng)有如下幾點(diǎn)：

(1)首先要仔細(xì)、慎重地審題，弄清題意。然后，設(shè)計(jì)方案，并善于選用最佳方案。不論是鑒定、鑒別都要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論。必要時(shí)還應(yīng)寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式和離子方程式加以說(shuō)明。

(2)鑒定、鑒別物質(zhì)時(shí)一定要分別取少量待檢物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)(切不可在原試劑瓶中就加試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，這樣不僅使下步檢驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，既使檢出也會(huì)使被檢物因污染而報(bào)廢，不符合科研和生產(chǎn)的實(shí)際要求)。

被檢溶液一般取1~2毫升即可。

若被檢物為固體一般應(yīng)取少量，用蒸餾水配成溶液。

若被檢物為難溶物質(zhì)時(shí)，一般也要通過(guò)間接方法轉(zhuǎn)變成可溶物質(zhì)后再進(jìn)行檢驗(yàn)。

若被檢物是氣體時(shí)，一般應(yīng)設(shè)法用導(dǎo)管導(dǎo)出或集于試管或集氣瓶中，也可用水、飽和食鹽水等把待檢氣體從容器中排出而進(jìn)行檢驗(yàn)。

(3)鑒定時(shí)，一定要考慮周全。得出的結(jié)論必須條件充分(證據(jù)確鑿)。如鑒定某鹽時(shí)，必須把陽(yáng)離子、陰離子分別檢出方可下結(jié)論。若是檢驗(yàn)復(fù)鹽或含有兩種以上鹽的混合溶液時(shí)，必須把所有的陽(yáng)離子和陰離子都逐一檢驗(yàn)出來(lái)，才能下結(jié)論。

(4)鑒別物質(zhì)時(shí)，兩種物質(zhì)檢出其中一種，三種物質(zhì)檢出其中任意兩種就達(dá)到了鑒別的目的。依此類推，鑒別n種物質(zhì)，只要檢出其中n－1種物質(zhì)，就能達(dá)到鑒別的目的。(鑒別題不必把幾種要鑒別的物質(zhì)逐一進(jìn)行鑒定)(5)對(duì)于給定的多種物質(zhì)的鑒別通常有兩種方法。一種是根據(jù)物質(zhì)的不同特性(相異性)逐個(gè)加以區(qū)別。另一種方法是把待檢物分成若干組(根據(jù)物質(zhì)特性的類同點(diǎn)，在各被檢物質(zhì)中分別加入某種試劑，根據(jù)加入試劑后發(fā)生現(xiàn)象的類同分組)。然后就每組物質(zhì)再進(jìn)行區(qū)別。例如：

(6)若同時(shí)檢驗(yàn)多種物質(zhì)時(shí)，最好將原來(lái)物質(zhì)和所配溶液對(duì)應(yīng)編號(hào)：1、2、3、……，以免操作過(guò)程中弄亂，得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

(7)一種溶液需要進(jìn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)兩次或多次分別取樣。

(8)不能把待鑒定或鑒別的物質(zhì)作為已知物質(zhì)來(lái)敘述它有什么特性，而應(yīng)根據(jù)給定的條件或檢驗(yàn)過(guò)程發(fā)生的現(xiàn)象作出推斷。(如：鑒別NH4Cl和(NH4)2SO4時(shí)不能說(shuō)取少量NH4Cl加……)(9)推斷待檢物中存在、或不存在某些物質(zhì)時(shí)，既要做出明確的肯定，也要做出明確的否定。

(10)鑒別物質(zhì)時(shí)，要善于利用物質(zhì)的外部特征，通過(guò)觀察先進(jìn)行總的區(qū)分或初步推斷。當(dāng)題目不強(qiáng)調(diào)必須用化學(xué)方法檢驗(yàn)時(shí)，并不排除用物理方法檢驗(yàn)物質(zhì)。如觀察顏色、聞氣味、測(cè)定某些物理常數(shù)(熔點(diǎn)、密度、硬度等)。

四、定性分析的任務(wù)與思考問(wèn)題的方法 1.定性分析的任務(wù) 無(wú)機(jī)定性分析的任務(wù)是檢出物質(zhì)由哪些元素或原子團(tuán)組成，或鑒定某一物質(zhì)是屬于哪種單質(zhì)、化合物或礦物。當(dāng)我們采用化學(xué)分析的方法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析的時(shí)候，一般是首先將要進(jìn)行分析的樣品制成溶液，然后借加入試劑后在溶液中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，作出有無(wú)某種元素或原子團(tuán)的判斷(這類分析方法稱為濕法，若試樣和試劑均為固體則稱為干法)。因此，定性分析一般都是進(jìn)行離子的鑒定，即檢出有無(wú)某種陰離子、陽(yáng)離子。在得知樣品的組成成分之后，也就可以斷定樣品屬于什么物質(zhì)。在實(shí)際工作中所遇到的要進(jìn)行分析的物質(zhì)，很少是一種純凈的單質(zhì)或化合物，往往是組成比較復(fù)雜的物質(zhì)。因此，在定性分析中，在對(duì)某一成分進(jìn)行檢出時(shí)，常常會(huì)遇到其他共存組分的干擾。于是，在分析工作中又時(shí)常要進(jìn)行分離處理，或?qū)a(chǎn)生干擾的成分轉(zhuǎn)化為不發(fā)生干擾作用的存在形式來(lái)掩蔽。因此，在定性分析中所討論的問(wèn)題有兩個(gè)：一是有關(guān)離子鑒定反應(yīng)的問(wèn)題；二是有關(guān)離子的分離的問(wèn)題。但前者是定性分析的中心問(wèn)題，后者是派生的。討論分離總是為了完成鑒定的目的。

2.定性分析中一些問(wèn)題的思考方法 3.定性分析中一些思考問(wèn)題的方法

(1)化學(xué)反應(yīng)只有在一定條件下才能發(fā)生，并達(dá)到與反應(yīng)條件相一致的完全程度。(2)控制反應(yīng)條件是應(yīng)用化學(xué)變化規(guī)律的重要手段。必須根據(jù)定性分析的要求，選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，并嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，才能獲得可靠的結(jié)果。

(3)有比較才有鑒別，評(píng)價(jià)方法的好壞沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)，只能根據(jù)分析的目的和要求，在條件可能的范圍內(nèi)，挑選最簡(jiǎn)便而可靠的方法。當(dāng)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生懷疑時(shí)，應(yīng)采用各種適當(dāng)?shù)膶?duì)比方法進(jìn)行確證和檢查。

(4)可掌握三條原則： ①某種沉淀能否被加入的某種試劑所溶解，一般可以其在溶液中能否生成1×10－2 mol· L－1的離子作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

②試樣中某種離子能否被加入的某種試劑所沉淀，通常以該種離子的濃度為1×10－1 －1mol·L時(shí)，能否與沉淀劑作用生成沉淀作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

③某種離子被分離或被掩蔽得是否完全，可以該種離子在溶液中殘留的總濃度(或游離濃度)是否≤1×10 mol·L作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

五、趣味實(shí)驗(yàn)

豆腐中某些營(yíng)養(yǎng)成分的檢驗(yàn)

豆腐中的鈣質(zhì)與草酸鈉溶液反應(yīng)能生成不溶于水的草酸鈣白色沉淀：

Ca2＋＋Na2(COO)2

Ca(COO)2↓＋2Na＋ －5

－1蛋白質(zhì)分子中一般含有帶苯環(huán)的氨基酸，濃硝酸和苯環(huán)發(fā)生硝化反應(yīng)生成黃色的硝基化合物，因此當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)遇濃硝酸時(shí)，微熱就呈黃色沉淀析出，冷卻后再加入過(guò)量的氨水，沉淀又變?yōu)槌赛S色，從而可檢驗(yàn)蛋白質(zhì)的存在。

操作：

(1)取200克豆腐置于燒杯中，加入20毫升蒸餾水，用玻璃棒攪拌，使豆腐全部搗碎而呈糊狀。過(guò)濾，得無(wú)色濾液和白色濾渣。

(2)取2毫升無(wú)色濾液于試管中，滴入草酸鈉溶液，立即可見(jiàn)生成白色沉淀(草酸鈣)。說(shuō)明豆腐中含有豐富的鈣質(zhì)，且能溶與水，不一定與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。

(3)取少許白色豆腐濾渣于試管內(nèi)。滴加少量濃硝酸后加熱，可見(jiàn)濾渣變?yōu)辄S色，冷卻后再加入過(guò)量氨水，黃色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S色。這就是蛋白質(zhì)的黃色反應(yīng)。

說(shuō)明：

(1)在制備豆腐濾液時(shí)，豆腐一定要充分搗碎，才能使鈣離子溶于水。

(2)由于豆腐中含有較多的蛋白質(zhì)，形成膠體，故過(guò)濾較慢。但蛋白質(zhì)一般不易透過(guò)濾紙，所以濾液不會(huì)有黃色反應(yīng)。

第五篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊(cè) 第一單元 晶體的類型與性質(zhì) 第二節(jié)金屬晶體(備課資料)

●備課資料

一、金屬的物理性質(zhì) 1.金屬光澤

由于金屬原子以最緊密堆積狀態(tài)排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光線投射到它的表面上時(shí)，自由電子吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)鋼灰色以至銀白色光澤。此外，金顯黃色、銅顯赤紅色、鉍為淡紅色、銫為淡黃色以及鉛是灰藍(lán)色，這是因?yàn)樗鼈冚^易吸收某一頻率的光之故。金屬光澤只有在整塊時(shí)才能表現(xiàn)出來(lái)，在粉末狀時(shí)，一般金屬都呈暗灰色或黑色。這是因?yàn)樵诜勰顣r(shí)，晶格排列得不規(guī)則，把可見(jiàn)光吸收后輻射不出去，所以為黑色。

2.金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

大多數(shù)金屬具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。善于導(dǎo)電的金屬也善于導(dǎo)熱，按照導(dǎo)電和導(dǎo)熱能力由大到小的順序，將常見(jiàn)的幾種金屬排列如下：

Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg 3.金屬的延展性

金屬的延展性導(dǎo)致金屬具有良好的變形性，但也有少數(shù)金屬，如銻、鉍、錳等，性質(zhì)較脆，沒(méi)有延展性。

4.金屬的密度

鋰、鈉、鉀比水輕，大多數(shù)其他金屬密度較大。5.金屬的硬度

金屬的硬度一般較大，但它們之間有很大差別。有的堅(jiān)硬如鉻、鎢等；有的卻可用小刀切割，如鈉、鉀等。

6.金屬的熔點(diǎn)

金屬的熔點(diǎn)一般較高，但高低差別較大。最難熔的是鎢，最易熔的是汞和銫、鎵。汞在常溫下是液體，銫和鎵在手上受熱就能熔化。

二、金屬與非金屬的比較 三、一發(fā)吊千鈞的金屬晶須

一種胡須那樣細(xì)的金屬晶須，竟能吊起千鈞的重量！

在提高金屬材料強(qiáng)度的試驗(yàn)過(guò)程中，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，一種胡須狀的鐵晶須（直徑為1.6微米，只有頭發(fā)絲粗細(xì)的1/50～1/40），它的抗拉強(qiáng)度竟能達(dá)到13400兆帕，是工業(yè)純鐵的70多倍，比超高強(qiáng)度鋼高出4～10倍。如果用這樣的鐵晶須編織成半徑為1毫米的線材，能安全地吊起一輛4噸重的載重卡車。這種鐵晶須堪稱金屬世界中的“大力士”。

經(jīng)現(xiàn)代的X射線衍射技術(shù)顯示，晶須內(nèi)部的原子完全按照同樣的方向和部位排列。這是一種沒(méi)有任何缺陷的理想晶體。因其全部原子各就各位，陣容排列整齊，組成了一道堅(jiān)不可摧的防線，故只有當(dāng)外力增加到使一部分原子相對(duì)于另一部分原子作整體移動(dòng)時(shí)，才能產(chǎn)生塑性變形或斷裂。而在一般金屬中，雖說(shuō)總體上原子是有規(guī)則排列的，但局部地方，一些原子的排列并不規(guī)則，因而，晶體構(gòu)造中產(chǎn)生了缺陷。晶體的缺陷有點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷三大類。點(diǎn)缺陷是指在晶體空間中，長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向都存在很小的缺陷，如有的位置上缺少原子（稱為空位），另一些位置上有多余原子（稱為間隙原子），或有外來(lái)原子溶入（稱為異類原子）等。線缺陷是指在晶體中某處有一列或幾列原子發(fā)生了有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象（稱為位錯(cuò)）。面缺陷主要指在晶粒和晶粒之間的交界面（稱為晶界）上，原子呈不規(guī)則排列。因此，對(duì)一般金屬而言，只要使少數(shù)原子發(fā)生短距離的移動(dòng)，就可以像“千里之堤，潰于蟻穴”那樣導(dǎo)致塑性變形或斷裂，因而表現(xiàn)出較低的強(qiáng)度。

目前，人們已能制造出一些極細(xì)的金屬晶須，可用它們編織成較大的線材，或讓晶須作為增強(qiáng)材料與其他材料組合成復(fù)合材料，這些新材料已在生產(chǎn)中獲得了可喜的應(yīng)用。

需要說(shuō)明的是，金屬和非金屬單質(zhì)，以及氧化物、碳化物、氮化物等化合物都能用來(lái)制造晶須。目前人們已利用幾十種單質(zhì)材料（如鐵、銅、鎳等金屬和石墨）以及數(shù)十種化合物（如碳化硅、氮化硅、三氧化二鋁等）制出了晶須。

想一想，議一議：

晶須的存在，顯示了大幅度提高金屬?gòu)?qiáng)度的可能性。目前，金屬材料的強(qiáng)度潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有充分發(fā)揮。如果我們能有效地減少金屬的晶體缺陷，制造出可供直接應(yīng)用的理想晶體，那么，世界將會(huì)變得怎么樣呢？

（答案開(kāi)放：如若能制造出可供直接應(yīng)用的理想晶體，那就無(wú)異于增加了數(shù)十倍、數(shù)百倍的金屬材料產(chǎn)量，甚至從根本上改變?nèi)祟惖纳瞽h(huán)境和條件。到那時(shí)，地球上將會(huì)出現(xiàn)許多輕巧的薄殼建筑結(jié)構(gòu)，機(jī)器不再是那樣笨重和龐大，摩托車和轎車可以折疊起來(lái)隨身攜帶，航天飛機(jī)和宇宙飛船將神速地來(lái)往于星際之間，人類的活動(dòng)場(chǎng)所向著無(wú)限寬闊的宇宙空間延伸??）