第一篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第二單元 膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用 第一節(jié)膠體(第一課時)

第二單元

膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用

第一節(jié)

膠體

●教學(xué)目標(biāo)

1.了解膠體及分散系的概念；認識膠體與其他分散系的區(qū)別；學(xué)會鑒別及凈化膠體的方法。

2.通過丁達爾現(xiàn)象、膠體的制取等實驗，培養(yǎng)學(xué)生觀察和思維的能力。3.對學(xué)生進行辯證唯物主義思想方法教育?！窠虒W(xué)重點 膠體的概念?！窠虒W(xué)難點 膠體概念的建立?！窠虒W(xué)方法

實驗、分析、對比、歸納、自學(xué)等方法。●教具準(zhǔn)備

投影儀、多媒體動畫、課件；

蒸餾水、NaCl溶液、泥水懸濁液、植物油和水的混合液、FeCl3飽和溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液、淀粉溶液、碘水；

酒精燈、鐵架臺、燒杯（3個）、小試管（2支）、半透膜袋、激光教鞭?！裾n時安排

1課時

●教學(xué)過程

［引入］首先制取一種液體。

［演示］實驗2—1，取燒杯盛約20 mL蒸餾水，加熱至沸騰，然后逐滴加入飽和FeCl3溶液1 mL～2 mL。繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色。觀察所得液體。

［展示］NaCl溶液、CuSO4溶液、新制紅褐色液體。

［學(xué)生活動］請大家觀察三種液體并進行對比。［提問］三者在外部特征上有何相似相異性？

［回答］宏觀上皆為均一透明的液體，僅顏色不同而已。［追問］那么，新制紅褐色液體也是一種溶液嗎？ ［回答］甲：是。乙：不是。

［引導(dǎo)］究竟是與否，請看一種現(xiàn)象。

［演示］實驗2—2，將分別盛有紅褐色液體和CuSO4溶液的燒杯并排于桌上，然后用激光教鞭從一邊照射，同時于垂直方向觀察。

［現(xiàn)象］光束通過紅褐色液體時，形成一條光亮的“通路”，光束通過CuSO4溶液時無此現(xiàn)象。

［繼續(xù)演示］將上述CuSO4溶液換成NaCl溶液，進行同樣操作，觀察。［現(xiàn)象］同上。

［設(shè)問］觀此實驗，你有何思考？

［講述］該實驗說明，外觀相似的兩液體，在性質(zhì)上有區(qū)別。當(dāng)強光照射而產(chǎn)生光亮通路的現(xiàn)象，自然界也存在。請看課本P15樹林中的丁達爾現(xiàn)象。具備這種性質(zhì)的物質(zhì)就是本單元要學(xué)習(xí)的膠體。

［板書］第二單元

膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用

第一節(jié)

膠體

［展示］泥水懸濁液、油水的乳濁液、NaCl溶液，請仔細觀察、辨認。［提問］三種混合液的宏觀特征是什么？

［回答］濁液不均

一、不穩(wěn)定、不透明，而溶液是均

一、穩(wěn)定、透明的液體。［設(shè)問］三者又有何相似之處呢？

［學(xué)生閱讀］課本P16第四自然段，了解相關(guān)概念。［板書］

一、分散系、分散質(zhì)、分散劑

［思考］溶液、懸濁液、乳濁液三種分散系中的分散質(zhì)分別是什么？其本質(zhì)區(qū)別是什么？ ［分析］溶液中溶質(zhì)是分散質(zhì)、呈分子或離子狀態(tài)，肉眼直接看不到。而懸濁液和乳濁液中分散質(zhì)是由巨大數(shù)目粒子聚集成的肉眼可直觀的固體小顆粒和小液滴。顯然，其區(qū)別在于分散質(zhì)粒子的大小不同。正于此，使不同分散系的宏觀特征和性質(zhì)產(chǎn)生了較大差異。溶液呈高度均

一、穩(wěn)定、透明態(tài)；濁液不均

一、不穩(wěn)定、不透明，懸濁液靜置產(chǎn)生沉淀，乳濁液靜置易分層。

［設(shè)疑］現(xiàn)有一混有泥土的食鹽水，采用何簡單操作可將不溶性泥土顆粒除去？

［答］過濾即可。

［講］過濾可達目的，說明濁液分散質(zhì)粒子不能透過濾紙，而分子或離子可暢通無阻。［轉(zhuǎn)引］膠體是一種分散系，那么，膠體分散質(zhì)粒子能否透過濾紙呢？

［演示］將少量混有泥土的淀粉膠體進行過濾，并往濾液中滴加碘水，觀察。［現(xiàn)象與結(jié)論］濾液遇碘水變藍，說明膠體分散質(zhì)粒子可透過濾紙。［設(shè)疑］那么，膠體與溶液相比，分散質(zhì)粒子的大小又是怎樣的呢？ ［展示］雞蛋殼內(nèi)膜——半透膜的一種。

［講述］半透膜具有非常細小的微孔，其孔直徑大小約為10 m即1 nm，比濾紙還小，可選擇蛋殼膜，動物膀胱膜等。

［投影演示］實驗2—3，把少量淀粉膠體與NaCl溶液的混合液注入半透膜袋內(nèi)，將此袋浸入蒸餾水中，2 min后，用兩支試管各取燒杯中的液體少量，向其中一支試管里滴加少量AgNO3溶液，另一支試管中滴加少量碘水，觀察：

［現(xiàn)象］在加入AgNO3的試管里出現(xiàn)了白色沉淀；在加入碘水的試管里未發(fā)生變化。

［設(shè)問］該實驗說明什么問題？

＋－［回答］Na、Cl能透過半透膜，而淀粉膠體的粒子不能透過半透膜。［講述］通過以上一系列實驗，可知不同分散系的最本質(zhì)的區(qū)別在于分散質(zhì)粒子的大小不同。

［投影小結(jié)］1.分子、離子、膠體分散質(zhì)粒子能透過濾紙，而濁液分散質(zhì)粒子不可。

2.分子、離子能透過半透膜，而膠體分散質(zhì)粒子不可。3.濁液分散質(zhì)粒子＞膠體分散質(zhì)粒子＞溶液分散質(zhì)粒子。

［講述］“膠體”一詞，早在19世紀(jì)60年代，由英國科學(xué)家格雷哈姆首次提出。他在實驗研究中，發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)如某些無機鹽、糖和甘油等，在水中擴散很快，易透過半透膜，這種液體是溶液；另一些物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉等，在水中擴散慢，且不能透過半透膜，格雷哈姆稱它們?yōu)槟z體。由此可見，膠體、溶液、濁液是根據(jù)分散質(zhì)粒子大小來劃分的。

［指導(dǎo)閱讀］課本P17第二、三自然段，從分散質(zhì)粒子大小定義濁液、溶液、膠體。

［板書］

二、膠體

1.概念：分散質(zhì)粒子在1 nm～100 nm之間的分散系，叫做膠體。

［思考］本課開始之前所制備的紅褐色液體是何膠體，其制備原理是什么？

［講述］將FeCl3溶液滴入沸水中所制得的紅褐色液體是Fe（OH）3膠體，它是通過FeCl3的水解反應(yīng)而制得的。其中分散質(zhì)粒子是許多Fe（OH）大小在1 nm～3分子的聚集體，－9

nm之間。

［板書］2.Fe（OH）3膠體的制備：水解法。

［提問］請大家寫出制備Fe（OH）3膠體的化學(xué)反應(yīng)方程式，并與課本對照尋找問題。［質(zhì)疑］1.書寫制取氧化鐵膠體方程式時，中間為什么用“===”，而不用“

”。

2.Fe（OH）3為不溶性物質(zhì)，為什么寫方程式時不寫“↓”。［講述］制備Fe（OH）在加熱條件下可促使FeCl3近于完全水解。3膠體采取水解方法，因此方程式書寫用“===”，而不用“

”，在此實驗條件和操作下，所得為透明膠體，并未產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，因此方程式中不寫“↓”。

［板書］FeCl3+3H2O????Fe（OH）3（膠體）+3HCl ［說明］1.Fe（OH）3在水中分散既能成為膠體，也能形成沉淀而得濁液。因此，膠體不是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的反映，而是物質(zhì)的一種存在形式，以分散質(zhì)粒子大小為特征。

2.有些物質(zhì)的分子直徑很大，達膠體粒子大小，因此溶于水時也形成膠體，如淀粉膠體、蛋白質(zhì)膠體。

3.制備膠體除可用水解法外，還可通過控制分散質(zhì)粒子大小采用聚集或分散等多種方法制得。同學(xué)有興趣可查閱相關(guān)資料。

［轉(zhuǎn)引］無論用何種方法制得的膠體，常常含有一些雜質(zhì)，因此，需對膠體作凈化處理，請根據(jù)分散質(zhì)粒子大小的特點，思考凈化方法。

［設(shè)疑］淀粉膠體中混有少量NaCl溶液，應(yīng)怎樣提純和精制淀粉膠體？請設(shè)計操作方案，并說明分離原理。

［學(xué)生活動后投影小結(jié)］1.操作：

（1）在一個50 mL的小燒杯內(nèi)盛適量的蒸餾水，保證浸沒半透膜袋而不溢出。（2）取少量含NaCl溶液的淀粉膠體于半透膜袋中，將其置于小燒杯里。

（3）1 min后取出半透膜，用AgNO3溶液檢驗燒杯中的液體，AgNO3溶液變渾濁。（4）將（3）中半透膜袋再浸入另一盛蒸餾水的小燒杯中。1 min后取出，用AgNO3溶液檢驗燒杯中的液體。重復(fù)（3）（4）操作，直至檢驗不出Cl－存在為止。

＋－2.原理：Na、Cl直徑較小能透過半透膜，而淀粉大分子不能透過此膜，通過以上操作可將兩者分開。

［講述］利用溶液和膠體中分散質(zhì)粒子大小的區(qū)別，把混有離子或分子雜質(zhì)的膠體裝入半透膜袋，并浸入溶劑中，使離子或分子從膠體里分離出去，這樣的操作叫做滲析?？捎糜谀z體的凈化、精制。

［板書］3.膠體的凈化方法——滲析法

［動畫模擬］滲析過程。

?

○—黃球 直徑＞100 nm的粒子

○—紅球 1 nm＜直徑＜100 nm的粒子

—藍球 直徑＜1 nm的粒子

圖2—1

［講述］黃色小球不能通過微孔直徑約100 nm的濾紙，為濁液分散質(zhì)粒子，紅色小球不能通過“微孔”直徑約1 nm的半透膜，為膠體分散質(zhì)粒子，藍色小球能通過半透膜，為溶液分散質(zhì)粒子，可見濁液、膠體、溶液三種分散系的本質(zhì)區(qū)別，故采用滲析可以精制某些膠體。

［投影練習(xí)］醫(yī)學(xué)上治療由腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒時，最常用的血液凈化手段是血液透析。透析原理同膠體的滲析類似。透析時，病人的血液通過浸在透析液中的透析膜進行循環(huán)和透析。血液中，蛋白質(zhì)和血細胞不能透過透析膜，血液內(nèi)的毒性物質(zhì)則可以透過，由此可以判斷

A.蛋白質(zhì)、血細胞不溶于水，毒性物質(zhì)可溶于水

B.蛋白質(zhì)以分子形式存在，毒性物質(zhì)以離子形式存在 C.蛋白質(zhì)、血細胞的粒子直徑大于毒性物質(zhì)的粒子直徑 D.蛋白質(zhì)、血細胞不能透過濾紙，毒性物質(zhì)能透過濾紙

［答案］C ［設(shè)疑］以上涉及到的膠體有Fe（OH）3膠體、淀粉膠體、蛋白質(zhì)膠體、血液等。膠體的種類很多，有些就在我們的身邊，那么，日常生活中你見到過哪些膠體呢？

［學(xué)生閱讀］P17最后一自然段，了解膠體分散系的分類。

［板書］4.膠體的分類

［講述］膠體種類很多，按分散劑的不同，可分為液溶膠、氣溶膠和固溶膠。具體列表如下，以作了解。

［投影］膠體的分類

［引導(dǎo)］本節(jié)我們主要用對比和實驗驗證的方法從分散質(zhì)粒子直徑大小討論了膠體，下面對三種分散系進行小結(jié)。請完成下表：

［投影］先不給結(jié)論。

［總結(jié)］膠體是一種分散質(zhì)粒子直徑在1 nm～100 nm之間的分散系。膠體的形成是物質(zhì)的一種存在形式。不同分散系，由于分散質(zhì)粒子大小的不同，而在性質(zhì)上也表現(xiàn)出差異?？梢?，物質(zhì)的性質(zhì)不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與物質(zhì)的存在形式有關(guān)。

［布置作業(yè)］1.課本一、二。

2.如何鑒別外觀相似的溶液和膠體。●板書設(shè)計

第一單元

膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用

第一節(jié)

膠體

一、分散系、分散質(zhì)、分散劑

二、膠體

1.概念：分散質(zhì)粒子直徑在1 nm～100 nm之間的分散系，叫做膠體。2.Fe（OH）3膠體的制備：水解法

FeCl3+3H2O????Fe（OH）3（膠體）+3HCl 3.膠體的凈化方法——滲析法 4.膠體的分類 ［投影練習(xí)］

1.首次提出“膠體”概念的科學(xué)家是

A.湯姆遜

B.道爾頓 C.阿伏加德羅

D.格雷哈姆 ［答案］D 2.下列分離物質(zhì)的方法中，根據(jù)粒子大小進行分離的是

A.萃取

B.重結(jié)晶

C.沉降

D.滲析

［解析］要明確四種分離物質(zhì)方法的本質(zhì)。其中滲析：是利用半透膜將混入膠體中的分子或離子除去而提純膠體，這里是利用分子或離子的直徑小能通過半透膜，而膠體粒子直徑較大不能通過半透膜，符合題意。而萃取，重結(jié)晶，沉降都是利用溶解度的性質(zhì)分離的，與粒子大小無關(guān)。

［答案］D 3.將淀粉碘化鉀混合液裝在羊皮紙制成的袋中，將此袋下半部浸泡在盛有蒸餾水的燒杯里，過一段時間后取燒杯中液體進行實驗，下列現(xiàn)象能證明羊皮紙袋一定有破損的是 A.加入碘水變藍色

B.加入NaI溶液不變藍色 ?

C.加入AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀

D.加入溴水變藍色

［解析］羊皮紙是一種半透膜，淀粉膠粒無法透過半透膜，使I－、K＋能通過半透膜進入蒸餾水中。A中加碘水變藍色，說明其中有淀粉，可證明羊皮紙袋有破損。D中加入Br2水變藍色，是Br2與KI反應(yīng)生成了I2，I2使淀粉變藍色，也能證明羊皮紙袋有破損。B、C則不能。

［答案］AD ●綜合能力訓(xùn)練題

－91.用特殊方法把固體物質(zhì)加工到納米級（1 nm～100 nm，1 nm=10 m）的超細粉末粒子，然后制得納米材料。下列分散系中的分散質(zhì)的粒子直徑和這種粒子具有相同數(shù)量級的是

A.溶液

B.懸濁液

C.膠體

－9

－7

D.乳濁液

［解析］膠體的本質(zhì)特征就是分散質(zhì)粒子直徑為10 m～10 m即1 nm～100 nm，知道分散質(zhì)粒子直徑，即可判斷題目中所指的納米粒子即為膠粒大小。

［答案］C 2.填寫分離下列各組混合物所用的物理方法：（1）除去水中少量的溴。

（2）除去碘化銀膠體中含有的碘離子

。（3）除去石灰水中懸浮的碳酸鈣

。（4）從硬脂酸甘油酯經(jīng)皂化后的液體中，分離出硬脂酸鈉，先

，然后

。［答案］萃取

滲析

過濾

鹽析

過濾 ●教學(xué)說明

膠體是繼溶液和濁液之后的又一種分散系，但對于膠體，學(xué)生是完全陌生的。而膠體確是客觀存在的。為使學(xué)生認識和感受膠體，首先進行了Fe（OH）3膠體的制備，并將之與熟悉的溶液、濁液進行了外觀和均一穩(wěn)定性的對比。膠體與濁液的差別是顯然的。與溶液的外觀完全相同，而后通過丁達爾現(xiàn)象，闡述了兩者的差別，并結(jié)合史實說明了人們對膠體、溶液的認識已是淵源已久。那么，三種分散系的本質(zhì)區(qū)別是什么呢？通過過濾、滲析等實驗探明了原因。本質(zhì)區(qū)別在于分散質(zhì)粒子大小的不同，至此引出了膠體的概念，并簡要介紹了生活中常見膠體的類型，使學(xué)生從粒子大小，從身邊對膠體有了一個初步的認識。

第二篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 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(第一課時)

第二節(jié)

膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用

●教學(xué)目標(biāo)

1.掌握膠體的重要性質(zhì)，了解其應(yīng)用。

2.進一步認識物質(zhì)性質(zhì)與物質(zhì)聚集狀態(tài)相關(guān)的關(guān)系。3.培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、探索、歸納的能力。

4.通過了解膠體知識的應(yīng)用，讓學(xué)生感覺化學(xué)就在身邊，以此調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動機。

●教學(xué)重點 膠體的性質(zhì)?！窠虒W(xué)難點

膠體粒子大小與其性質(zhì)的關(guān)系?！窠虒W(xué)方法

啟發(fā)、誘導(dǎo)、實驗探索等方法?！窠叹邷?zhǔn)備

投影儀、多媒體動畫課件、錄像資料、激光教鞭； 小燒杯（兩個）；

NaCl溶液、淀粉溶液、Fe（OH）3膠體、KNO3溶液、蒸餾水 ●課時安排 1課時

●教學(xué)過程

［復(fù)習(xí)提問］什么叫膠體？它和溶液、濁液有何異同點？ ［回答要點］分散質(zhì)粒子的直徑大小在1 nm～100 nm之間的分散系叫膠體。它和溶液、濁液相比，相同點：三者都是一種（或幾種）物質(zhì)以粒子形式分散到另一種物質(zhì)里所形成的混合物，都屬分散系的一種。不同點：主要是分散質(zhì)粒子大小不同，液體均一性、穩(wěn)定性也不盡相同。

［轉(zhuǎn)問］膠體和溶液的外觀特征相同（透明澄清），如NaCl溶液和淀粉溶液，那么可用怎樣的物理方法加以鑒別呢？

［學(xué)生活動］一代表上臺演示。

操作：將分別盛有等量NaCl和淀粉溶液的兩燒杯并排置于桌面上，用激光教鞭從一側(cè)（光、兩燒杯在一條線上）進行照射，同時于垂直方向觀察。

現(xiàn)象與結(jié)論：當(dāng)光束通過形成一條光亮紅色通路的液體為淀粉溶液，無此現(xiàn)象的為NaCl溶液。

［講述］當(dāng)一束強光照射膠體時，在入射光垂直方向，可以看到一道光亮的通路，這種現(xiàn)象早在19世紀(jì)由英國物理學(xué)家丁達爾研究發(fā)現(xiàn)。故稱其為“丁達爾效應(yīng)”。而溶液無此現(xiàn)象。因此丁達爾效應(yīng)可以區(qū)別溶液和膠體。那么，造成膠體和溶液這種性質(zhì)差異的原因是什么呢？

［學(xué)生閱讀］課本P19第一段，并進行歸納。［投影比較］

［多媒體動畫模擬］膠粒對光的散射作用。

［旁白］圖中紅色箭頭（粗）代表入射光線，黃色箭頭（細）代表散射光。當(dāng)光線照射到膠體粒子上時，有一部分光發(fā)生了散射作用，另一部分光透過了膠體，無數(shù)個膠粒發(fā)生光散射，如同有無數(shù)個光源存在，我們便可發(fā)現(xiàn)當(dāng)一束光線通過膠體時從側(cè)面可以看到一條光亮的通路，這就是丁達爾效應(yīng)。

［設(shè)問］膠體除具有丁達爾效應(yīng)外，還有何其他性質(zhì)呢？ ［板書］第二節(jié)

膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用

一、膠體的性質(zhì)

1.丁達爾效應(yīng)：光束通過膠體，形成光亮的“通路”的現(xiàn)象叫丁達爾效應(yīng)。

［過渡］由于膠體分散質(zhì)粒子比溶質(zhì)粒子大得多，以致使光波傳播改變了原來的方向。盡管如此，我們的肉眼仍看不到它的存在。超顯微鏡可幫助我們了解膠粒的情況。

［多媒體動畫模擬］膠粒的布朗運動。

［旁白］用一黑色小球代表膠體粒子，用動畫模擬膠粒的無規(guī)則運動。膠粒的運動情況如同花粉顆粒在水里作不停的、無秩序的運動。這種現(xiàn)象叫做布朗運動。

［板書］2.布朗運動：膠體分散質(zhì)粒子作不停的、無秩序的運動，這種現(xiàn)象叫做布朗運動。

［設(shè)問］為什么膠粒的運動是不停的、無秩序的呢？ ［學(xué)生閱讀］課本P19第二、三段，并歸納原因。

［講述］膠粒作布朗運動，是因膠粒受水分子來自各方面的撞擊、推動，而每一瞬間在不同方向上所受合力的大小不同，所以每一瞬間膠粒運動速率和方向都在改變，因而形成不停的、無秩序的運動。布朗運動使膠粒難于靜止沉降，這是膠體穩(wěn)定的一個因素。相比之下，濁液卻無此性質(zhì)，為什么呢？

［投影比較］

［投影思考］

1.Fe（OH）3膠體中，分散質(zhì)是

，作

（定向或不規(guī)則）運動。

＋－＋2.NaCl溶液中，Na和Cl作

運動。通直流電后作

運動，Na向

極

移動，Cl向

極移動。

［答案］1.許多聚集的Fe（OH）3分子

無規(guī)則 2.無規(guī)則

定向運動

陰

陽

［設(shè)疑］若給Fe（OH）3膠體通直流電，膠體粒子的運動會怎樣呢？ ［播放錄像］Fe（OH）3膠體的電泳實驗，請觀察：

現(xiàn)象：通電后，U型管里陰極附近的紅褐色逐漸變深，陽極附近的紅褐色逐漸變淺。［講述］從現(xiàn)象可看出，陰極附近Fe（OH）3膠粒增多了，說明在電場作用下，膠粒作了定向移動。

［設(shè)問］通電后，F(xiàn)e（OH）3膠粒移向陰極，說明Fe（OH）3膠粒具有什么樣的電性？ ［回答］Fe（OH）3膠粒帶正電。

［小結(jié)］像Fe（OH）3膠體，在外加電場作用下，膠粒在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象，叫做電泳。

［板書］3.電泳：在外加電場作用下，膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象，叫做電泳。

［設(shè)疑］為何膠體粒子會帶電呢？膠體是否帶電？Fe（OH）3膠粒為何帶正電？ ［學(xué)生閱讀］課本P20第二段，并歸納。－

??表面積大???吸附能力強???可吸附溶液中的離子［分析］膠體粒子小????Fe（OH）3膠粒只吸附陽離子，帶正電????向陰極移動???陰極區(qū)液體顏色變深。

［投影歸納］

通電??表面積大??????帶電??????向電極作定向移動。膠體粒子小?［多媒體動畫模擬］電泳現(xiàn)象。

吸附離子通直流電

［旁白］圖中大球表示膠粒，表示被膠粒吸附的離子的種類。膠粒因吸附陽離子或陰離子而帶電荷，在外加電場作用下向陰極或陽極作定向移動。

［講述］一般來說，在同一膠體中，由于膠粒吸附相同的離子因而帶同種電荷，如 Fe（OH）3膠粒帶正電荷。但膠體本身不帶電，我們不能說Fe（OH）3膠體帶正電。那么，哪些膠體粒子帶正電荷，哪些膠體粒子帶負電荷呢？

［投影歸納］一般來說：

金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電荷。非金屬氧化物、金屬硫化物、土壤的膠體粒子帶負電荷。但并非所有膠粒都帶電荷。

［討論］同一膠體中膠粒帶同種電荷，會產(chǎn)生怎樣的作用力？這種作用力對膠體的性質(zhì)有何影響？

［講述］由于同種膠粒帶同種電荷，它們之間相互排斥而不易聚集沉降，這就是膠體一

般穩(wěn)定的主要原因。

［投影小結(jié)］膠體分散系穩(wěn)定的原因。同種膠粒帶同種電荷，相互排斥而不易聚集；布朗運動能克服重力作用，膠粒不易沉積。［過渡］方才，我們分析了膠體穩(wěn)定的原因，其中膠體粒子帶電是重要的因素。那么，能否想出針對性的辦法破壞膠體的穩(wěn)定性，使膠粒彼此聚集長大而沉降呢？

思路：“膠粒??????聚集變大??????沉淀”

［學(xué)生討論］提出中和膠粒所帶電荷的方法。歸納為：1.加電解質(zhì)； 2.加帶相反電荷的膠粒。

［演示］向盛有Fe（OH）3膠體的試管中滴入MgSO4溶液，振蕩。觀察?，F(xiàn)象：產(chǎn)生渾濁。

［學(xué)生閱讀］課本P21膠體的聚沉，并歸納。

［板書］4.膠體的聚沉：分散質(zhì)粒子相互聚集而下沉的現(xiàn)象，稱為膠體的聚沉。方法：加電解質(zhì)溶液；加帶相反電荷的膠粒。［過渡］以上我們緊緊圍繞膠體粒子大小的特征，研究了膠體所具備的重要性質(zhì)。借此，可以認識和解釋生活中的一些現(xiàn)象和問題。

［板書］

二、膠體的應(yīng)用

［投影1］在水泥和冶金工廠常用高壓電對氣溶膠作用，除去大量煙塵，以減少對空氣的污染。這種做法應(yīng)用的主要原理是

A.電泳

B.滲析 C.凝聚

D.丁達爾現(xiàn)象

［解析］使用高壓電，即利用外加電場，使氣溶膠膠粒向電極移動而聚集，從而除去煙塵。

答案：A ［講述］以上一例是膠體電泳性質(zhì)在冶金工業(yè)中的應(yīng)用。電泳原理還可用于醫(yī)學(xué)診斷（如血清紙上電泳）和電鍍工業(yè)上。

［板書］1.工業(yè)除雜、除塵。

［投影2］已知土壤膠粒帶負電，在土壤里施用含氮量相等的下列肥料，肥效較差的是 A.（NH4）2SO4 B.NH4HCO

3C.NH4NO3 D.NH4Cl

??［解析］土壤膠粒帶負電荷，則對含N的NO3有排斥作用，這樣NO3將不被土壤吸中和電荷重力作用附，而隨水流失，而其他肥料中的含N的離子全是陽離子，易被土壤膠粒吸附，故NH4NO3肥效相對較低。

答案：C ［板書］2.土壤的保肥作用

［投影3］自來水廠曾用綠礬和氯水一起凈水，請用離子方程式和簡要文字?jǐn)⑹鲇嘘P(guān)的原理。

答案：2Fe2+Cl2===2Fe3++2Cl，F(xiàn)e3++3H2O＋

－＋－

Fe（OH）Cl2+H2O3+3H，＋

H+Cl+HClO，HClO起殺菌、消毒作用，F(xiàn)e（OH）3有膠體性質(zhì)，其帶正電的Fe（OH）3膠粒吸附帶負電的水中懸浮物、泥沙等而造成聚沉而達到凈水目的。

［板書］3.明礬的凈水作用。

［投影4］為什么河流入海處，易形成三角洲？

［解析］河水中粘土等膠粒，遇海水中電解質(zhì)而發(fā)生凝聚作用，逐漸沉降為三角洲 4.江河入海口處形成三角洲

［投影5］豆?jié){里放入鹽鹵或石膏，為什么可制成豆腐？ ［解析］鹽鹵或石膏為電解質(zhì)，可使豆?jié){里的蛋白質(zhì)膠粒凝聚并和水等物質(zhì)一起聚沉而成凝膠（豆腐）。

［板書］5.豆腐的制作原理

［小結(jié)］膠體的應(yīng)用很廣，隨著技術(shù)進步，其應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷擴大。［設(shè)問］通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們了解了多少？你認為本課重點是什么？

［總結(jié)］本節(jié)我們主要學(xué)習(xí)了膠體的性質(zhì)，并了解了膠體性質(zhì)在實際中的應(yīng)用。那么膠體性質(zhì)與膠體粒子大小的關(guān)系是什么？

［投影歸納］

［布置作業(yè)］課本P21～2

2一、二 ●板書設(shè)計

第二節(jié)

膠體的性質(zhì)及其應(yīng)用

一、膠體的性質(zhì)

1.丁達爾效應(yīng)：光束通過膠體，形成光亮的“通路”的現(xiàn)象叫丁達爾效應(yīng)。

2.布朗運動：膠體分散質(zhì)粒子作不停地、無秩序的運動，這種現(xiàn)象叫做布朗運動。3.電泳：在外加電場作用下，膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象，叫做電泳。4.膠體的聚沉：分散質(zhì)粒子相互聚集而下沉的現(xiàn)象稱為膠體的聚沉。

二、膠體的應(yīng)用 1.工業(yè)除雜、除塵； 2.土壤的保肥作用； 3.明礬的凈水作用；

4.江河入海口處形成三角洲； 5.豆腐的制作原理?！窬C合能力訓(xùn)練題

1.下列事實與膠體性質(zhì)無關(guān)的是 A.在豆?jié){里加入鹽鹵做豆腐 B.在河流入海處易形成沙洲

C.一束平行光線照射蛋白質(zhì)溶液時，從側(cè)面可以看到一束光亮的通路 D.三氯化鐵溶液中滴入氫氧化鈉溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀

［解析］膠體具有的性質(zhì)是丁達爾效應(yīng)、布朗運動、電泳現(xiàn)象和聚沉。A屬蛋白質(zhì)膠粒遇電解質(zhì)發(fā)生凝聚。B是土壤膠粒遇電解質(zhì)（海水中）發(fā)生凝聚。C是蛋白質(zhì)膠體的丁達爾

－現(xiàn)象。D中反應(yīng)為Fe3++3OH===Fe（OH）3↓，生成的是大量肉眼可觀的沉淀，而非膠體。

答案：D 2.向明礬水溶液中滴加一種溶液，首先能使膠粒凝聚而沉淀，繼續(xù)滴加該溶液時，沉淀又逐漸消失，這種溶液是

A.BaCl2溶液

B.鹽酸 C.蒸餾水

D.燒堿溶液

［解析］明礬溶于水可形成Al（OH）3膠體，向其中加電解質(zhì)溶液會使膠粒凝聚。加

?BaCl2后由于Ba2與SO24反應(yīng)生成沉淀，隨BaCl2的加入，沉淀會增多至不變但不會溶解，＋加入鹽酸和NaOH會使Al（OH）3膠粒先凝聚而沉淀，由于Al（OH）3的兩性，而后隨鹽酸和NaOH的不斷加入而逐漸溶解。

答案：B、D 3.分別設(shè)計化學(xué)實驗，用最佳方法證明明礬溶于水時發(fā)生的下列變化：供選擇的藥品和儀器：明礬溶液、甲基橙試液、石蕊試液、酚酞試液、pH試紙、氫氧化鈉溶液、酒精燈、半透膜、聚光束儀。

（1）證明明礬發(fā)生了水解反應(yīng)

。（2）證明其水解反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)

。（3）證明生成了膠體溶液

。答案：（1）用pH試紙測明礬溶液的pH，若pH＜7，證明溶液呈酸性，明礬發(fā)生了水解。

（2）加熱溶液，用pH試紙測溶液的pH，pH減小，證明水解反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)。（3）用聚光束儀的光束照射溶液，若有丁達爾效應(yīng)，可證明生成了膠體溶液。●教學(xué)說明

本節(jié)是在膠體概念基礎(chǔ)上對膠體性質(zhì)和應(yīng)用知識的學(xué)習(xí)和了解。膠體性質(zhì)是膠體粒子大小特征的表現(xiàn)，而認識膠體粒子和膠體性質(zhì)的關(guān)系是本節(jié)的難點。為此，設(shè)計此課，特別注意了對實驗和多媒體動畫模擬的利用和挖掘。目的是變抽象的理論說教為直觀、具體的真實認識。對于膠體的應(yīng)用，則主要列舉日常生活和社會中的一些現(xiàn)象和問題，通過解決問題，讓學(xué)生體會化學(xué)知識的價值，化學(xué)與社會生活的密切聯(lián)系。

第三篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 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

人們在古代就接觸和利用過很多種膠體。例如，生活中遇到的面團、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，人們開始了對膠體的科學(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極移動，而陰極一臂中的水位則上升。這個實驗證明了粘土粒和水兩個相，帶有相反的電荷，這種現(xiàn)象叫做“電泳”。1827年，英國植物學(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)粒子不停頓地在運動著，后來人們就把膠體粒子所呈現(xiàn)的這個重要現(xiàn)象稱作“布朗運動”。

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，看到雞蛋白在油滴與水（介質(zhì)）的界面上，形成了一層膜。這一實驗表明，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，他同時還發(fā)現(xiàn)油滴在蛋白質(zhì)的“保護”下也不能“聚結(jié)”了。1845～1850年間，塞爾米（F·Selmi，意）對無機膠體作了系統(tǒng)的研究，包括AgCl溶膠的生成條件以及鹽類對它的凝聚作用。

1857年，法拉第曾做試驗，他使一束光線通過一個玫瑰紅色的金溶膠。這個溶膠原來也像普通的溶液一樣是清澈的，但當(dāng)光線射過時，從側(cè)面可以看到在此溶膠中呈現(xiàn)出一條光路。后來丁達爾（J·Tyndall，1820～1893，英）對此現(xiàn)象作了廣泛的研究，以后人們就把這一現(xiàn)象稱做“丁達爾效應(yīng)”。此外，法拉第還曾做試驗，他往無機溶液中先加入動物膠，再加入適當(dāng)?shù)某恋韯r發(fā)現(xiàn)這時原來的沉淀作用不再發(fā)生了，這種作用后來被稱做“保護”作用。

1861～1864年間，格雷哈姆（T·Graham，1805～1869，英）對膠體進行了大量的實驗。為著區(qū)別膠體和晶體，他首先提出了膠體(colloid)這一名稱。他指出動物膠是典型的膠體，不結(jié)晶，在水中擴散時要比晶體慢得多。他采用過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，而膠體粒子則穿透不過去。因此他就用這種方法來純制膠體。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，并且為實驗所證明。

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，奧斯特瓦爾德進一步對膠體作出新的定義，認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，擴展出了很大的界面，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，借測量溶液的表面張力，可以計算出液體表面的吸附量。但他的這一理論當(dāng)時并未引起人們的注意，只是在三十多年后才由實驗所證實。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）又從分子運動論推導(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)計一種“表面天平”，可以計量液面上散布的一層不溶物質(zhì)的表面積，由此能計算后者的分子截面。1938年，布侖諾厄（S·Brunauer）、愛麥特（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，求得一個比較廣泛適用的多分子層吸附等溫線公式，即后來的所謂“BET公式”，從而建立了現(xiàn)代測定固體比表面的標(biāo)準(zhǔn)方法，它對于催化作用的定量研究起了重大的推進作用。

另一方面，對膠體粒子的直接觀察，在二十世紀(jì)初也有了進展，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動的超顯微鏡，實際上觀察到的是散射光，即膠粒以一個個亮點的形式而呈現(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）就曾借這種儀器進行試驗，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，并運用磁鏡聚焦，這樣能達到三十萬倍的線性放大，能觀察到10埃以上大小的物像，這也就是膠粒大小的低限。電子顯微鏡通過復(fù)制技術(shù)，更可以用來觀察表面膜內(nèi)小至約10埃的膠粒。

為了能夠確定一個膠體粒子的“分子量”，1923年，瑞典斯維德貝格（T·Svedberg,1884～）設(shè)計了超離心機，獲得的引力常數(shù)達30萬倍于地心引力常數(shù)，為測量蛋白質(zhì)分子在水中的沉降速度創(chuàng)造了條件，從而能計算蛋白質(zhì)的分子量。他的一些測定結(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)的觀點來衡量，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)、荷蘭人費韋（Verwey），以及烏弗貝克（Overbeek)，各自獨立地建立了膠體穩(wěn)定性的理論，稱做DLVO理論。這個理論考慮了質(zhì)點之間由于雙電層的存在而引起的斥力，以及質(zhì)點之間的范德華力。這樣，便第一次從理論上定量地解釋了質(zhì)點形狀比較簡單的膠體的穩(wěn)定性，因此對膠體化學(xué)的發(fā)展有著重大的影響。

綜觀二十年代利用超離心機的實驗，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，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)展起來的。

1936年，繆勒（Erwin Wilhelm Müller，美籍德人）發(fā)明了場發(fā)射顯微鏡。他是利用一個高熔金屬（鎢、鉑）的尖端為陰極，在高電場作用下，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20埃。1951年，繆勒進一步將尖端改為陽極，令氦離子投射在屏上，成為場離子顯微鏡，分辨本領(lǐng)能達到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)的機理，（3）濕潤作用的本性等。此外，還有一些問題有待于創(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)；表面層機械性能的本性；泡沫和乳膠的本性等問題。

膠體化學(xué)的應(yīng)用范圍，涉及到很多工業(yè)部門。近年來對油漆膜的物化性能、催化劑的作用機理、生物膜及合成膜的選擇性滲透機理等研究，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重要的課題。自從塑料、橡膠、合成纖維工業(yè)興起以來，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，可以看到膠粒向某一電極移動，這種現(xiàn)象叫做電泳。它說明膠體粒子是帶電的。要認識膠體的結(jié)構(gòu)，首先必須了解膠粒為什么會帶電。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)在認為，在膠體粒子的中心，是一個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，若氯化鉀過量，則膠核氯化銀吸附過量的Cl而帶負電，＋若硝酸銀過量，則氯化銀吸附過量的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擴散到膠核附近，并與膠核表面電荷形成擴散雙電層（如圖）。擴散雙電層由兩部分構(gòu)成：

擴散雙電層

（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（以下簡稱反離子），形成吸附層。

（2）擴散層

除吸附層中的反離子外，其余的反離子擴散分布在吸附層的外圍。距離吸附層的界面越遠，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)域叫做擴散層。

這里再以氯化銀溶膠為例來說明。包圍著氯化銀膠核的是擴散雙電層（吸附層和擴散層），膠核和吸附層構(gòu)成了膠粒，膠粒和擴散層形成的整體為膠團，在膠團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，而整個膠團是電中性的。

由于膠核對吸附層的吸引能力較強，對擴散層的吸引能力較弱，因此在外加電場（如通直流電）作用下，膠團會從吸附層與擴散層之間分裂，形成帶電荷的膠粒而發(fā)生電泳現(xiàn)象。

下圖是硅酸膠團結(jié)構(gòu)示意圖。m個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SiO3，H為反離子，總數(shù)為2 n個，其

＋

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

＋布在擴散層中，它的膠團結(jié)構(gòu)也可以用下面式子來表示。

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、離子強度、溫度、電場以及環(huán)境中所含有的其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生變化時，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)計出一種裝置，它具有肌肉的功能，這種人造肌肉制成機械手類似于智能機器人的手，能夠拿東西。

我們可以看出，這種人造肌肉是被誰指令的呢？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

納米材料是近年來受到人們極大重視的一個領(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時，金屬顆粒的能級，從準(zhǔn)連續(xù)能級變?yōu)殡x散能級，最后達到類似分子軌道的能級。這時，它們的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性質(zhì)都會發(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一般都表現(xiàn)出分子軌道能級的特點，有時會出現(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)達到一定尺寸和復(fù)雜程度時，會出現(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，英國化學(xué)家Kroto，美國化學(xué)家Curl和Smalley在研究碳原子形成團簇（cluster)的條件和機制時，首次在質(zhì)譜圖上觀察到C60和C70的存在。后來因為受到建筑學(xué)家Fuller所設(shè)計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個五邊形和20個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簇時多種可能采取的結(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。右下圖是近年來倍受重視的碳納米管的結(jié)構(gòu)模型圖。這種材料因為可以在管上的碳原子處通過形成化學(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（可通過硝酸鹽的分解來得到），經(jīng)過還原可制備出納米量級的金屬“細絲”。納米材料是一個全新的材料科學(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）。多層管有點像俄國玩具“套娃”，層

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

C60自從發(fā)現(xiàn)以來，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、趣味實驗 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，致使陰極附近溶液的顏色變深。說明氫氧化鐵膠體粒子帶正電。

七、鹵水為什么可以點豆腐

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特的性質(zhì)。①丁達爾現(xiàn)象：此現(xiàn)象是膠體的光學(xué)性質(zhì)，是膠體粒子對光的散射而形成的；②布朗運動：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，能吸附陽離子或陰離子，使得膠粒帶有正電荷或負電荷。在外加電場作用下帶電膠粒向陰極或陽極作定向移動。④膠體粒子由于都帶有相同電荷，它們之間相互排斥而達到相對穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)向膠體中加入某電解質(zhì)時，破壞了膠粒之間的排斥力，使膠粒凝聚而沉積下來。鹵水點豆腐就是這個原理，此過程稱膠體的凝聚。

八、能否使用兩種不同品牌的藍黑墨水？

答：不能，同時使用兩種不同牌子的墨水，會出現(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，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，膠粒帶負電荷。

第四篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第五單元 硫酸工業(yè) 第一節(jié)接觸法制硫酸(第一課時)

第五單元

硫酸工業(yè) 第一節(jié)

接觸法制硫酸

●教學(xué)目標(biāo)

1.使學(xué)生了解接觸法制硫酸的化學(xué)原理、原料、生產(chǎn)流程和典型設(shè)備。

2.通過二氧化硫接觸氧化條件的討論，復(fù)習(xí)鞏固關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的知識，訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用理論知識分析和解決問題的能力。

●教學(xué)重點

二氧化硫的接觸氧化?！窠虒W(xué)難點

SO2的接觸氧化和SO3的吸收。●教學(xué)方法

討論、分析、設(shè)疑、講解?！裾n時安排 共兩課時。

第一課時：工業(yè)上制硫酸的反應(yīng)原理，原料及主要生產(chǎn)過程。

第二課時：SO2接觸氧化的最佳反應(yīng)條件的討論及化工生產(chǎn)的工藝條件?！窠虒W(xué)用具

投影儀、膠片、大屏幕 接觸室模型 ●教學(xué)過程

第一課時

［引言］我們知道，硫酸是中學(xué)化學(xué)實驗中一種常用的試劑，同時，硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中也占有重要的地位，是許多工業(yè)生產(chǎn)所用的重要原料，如化肥工業(yè)、有機合成工業(yè)、石油工業(yè)、金屬工業(yè)、無機鹽工業(yè)、原子能工業(yè)等都要消耗大量的硫酸，因而硫酸的消費量常視為一個國家工業(yè)發(fā)達水平的標(biāo)志。硫酸如此重要，工業(yè)上是如何生產(chǎn)硫酸的呢？這就是本章我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

［板書］第五單元

硫酸工業(yè)

［引言］硫酸是最早的工業(yè)產(chǎn)品之一。硫酸的生產(chǎn)始于10世紀(jì)，發(fā)展至今，接觸法制硫酸已成為一個成熟的工藝，被世界各國廣泛采用。下面，我們就來學(xué)習(xí)接觸法制硫酸。

［板書］第一節(jié)

接觸法制硫酸 ［師］首先，請大家根據(jù)已學(xué)知識，來推測制取硫酸的反應(yīng)原理。并用化學(xué)方程式表示出來。

［教師板書］

一、反應(yīng)原理

［學(xué)生思考，請一位同學(xué)上黑板書寫］ ［學(xué)生板書］1.S＋O2===SO2

3.SO3＋H2O===H2SO4

［注，基本上所有同學(xué)都是寫的以上反應(yīng)］

［教師評講］大家所寫反應(yīng)，實際上就是以硫為原料制取硫酸的反應(yīng)原理。從以上化學(xué)反應(yīng)方程式可以看出，以硫為原料制取硫酸要經(jīng)歷三個反應(yīng)歷程：即首先是硫氧化為二氧化硫，然后再將二氧化硫進一步氧化為三氧化硫，最后，把得到的三氧化硫用水吸收即得硫酸。

［講述］世界上硫酸的生產(chǎn)主要以硫為原料，用硫作原料時雜質(zhì)少，生產(chǎn)比較簡單，成本要比其他原料低得多。但我國由于硫資源缺乏，而且開采條件比較復(fù)雜，現(xiàn)階段我國硫酸的生產(chǎn)原料以黃鐵礦(主要成分為FeS2)為主，部分工廠用有色金屬冶煉廠的煙氣、礦產(chǎn)硫黃或從石油、天然氣脫硫獲得硫黃作原料。

已知硫鐵礦的主要成分是二硫化亞鐵。

［草板書］FeS2 ［繼續(xù)講解］它在高溫下和空氣反應(yīng)可生成氧化鐵和二氧化硫，請大家寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

［學(xué)生活動，教師巡視］

［請一位同學(xué)上黑板寫出，并板書于黑板上S＋O2===SO2反應(yīng)方程式的下面］

高溫［學(xué)生板書］4FeS2＋11O2?????2Fe2O3＋8SO2

［注：學(xué)生在書寫上述化學(xué)方程式時，一般在配平上有一定的困難，常需教師指導(dǎo)或講解］

［過渡］下面，是世界硫酸生產(chǎn)的原料構(gòu)成和我國硫酸生產(chǎn)原料構(gòu)成的部分統(tǒng)計數(shù)字，請大家參閱：

［投影］1.世界硫酸生產(chǎn)的原料構(gòu)成：

2.我國硫酸生產(chǎn)原料的構(gòu)成

1988～1992年中國硫酸生產(chǎn)的原料構(gòu)成/%

［講解］以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸或以其他物質(zhì)為原料生產(chǎn)硫酸，其反應(yīng)的第一步都是為了制得SO2，如以石膏為原料的第一步反應(yīng)就是：

［草板書］2CaSO4＋C????2CaO＋2SO2↑＋CO2

［講解］生產(chǎn)硫酸采用哪種原料生產(chǎn)，主要取決于該原料是否可以經(jīng)濟地大量獲得。世界上生產(chǎn)硫酸主要以硫作原料，我國目前生產(chǎn)硫酸的原料仍主要是黃鐵礦。

［過渡］剛剛我們學(xué)習(xí)了制取硫酸的反應(yīng)原理，那么，工業(yè)上是如何將這一原理付諸于實踐的呢？

下面，我們就來認識一下工業(yè)生產(chǎn)硫酸的工藝流程。［板書］

二、工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)流程。

?

［承接］工業(yè)上制硫酸主要經(jīng)過以下幾個途徑： ［板書］

［講解］由以上制取硫酸的反應(yīng)原理可知，硫酸生產(chǎn)的第一階段是制SO2氣體。將硫磺或經(jīng)過粉碎的黃鐵礦放在專門的燃燒爐中，利用空氣中的氧氣使其燃燒，制得二氧化硫。工業(yè)上被之為“造氣”。

［過渡］以黃鐵礦為原料制取SO2的設(shè)備叫沸騰爐。

［投影］沸騰爐示意圖

［設(shè)問］沸騰爐的名稱是怎么得來的呢？ 請大家從課本上找出答案。

［學(xué)生閱讀課文］

［學(xué)生回答］當(dāng)黃鐵礦在燃燒爐內(nèi)燃燒時，從爐底通入強大的空氣流，在爐內(nèi)一定空間內(nèi)，把礦粒吹得劇烈翻騰，好像“沸騰著的液體”。因此，人們把這種燃燒爐叫做“沸騰爐”。

［討論］黃鐵礦燃燒時為什么要粉碎成細小的礦粒，并且在燃燒爐中通入強大的空氣流使之“沸騰”呢？ ［學(xué)生回答］

［教師小結(jié)］礦石粉碎成細小的礦粒，是為了增大與空氣的接觸面積，通入強大的空氣流為使礦粒燃燒得更充分，從而提高原料的利用率。

［設(shè)問］黃鐵礦經(jīng)過充分燃燒，以燃燒爐里出來的氣體叫做“爐氣”。但這種爐氣往往不能直接用于制取SO3，這是為什么呢？請大家閱讀課本回答。

［學(xué)生閱讀課本后回答］這是因為爐氣中常含有很多雜質(zhì)，如N2，水蒸氣，還有砷、硒的化合物及礦塵等。這些雜質(zhì)有些是對生產(chǎn)不利的，如砷硒的化合物、礦塵能夠使下一步氧化時的催化劑中毒，水蒸氣對設(shè)備也有不良影響，因此爐氣必須經(jīng)過凈化、干燥處理。

［思考］若用燃燒硫黃制得的爐氣的成分有哪些？需凈化和干燥處理嗎？

［答案］用硫黃為原料制得的爐氣成分主要有SO2、O2、N2等，雜質(zhì)較少，不需處理。［講述］經(jīng)凈化、干燥的爐氣其成分及組成為：SO

27%;O2

11%;N2

82%。［投影］經(jīng)凈化、干燥的爐氣成分：

(注：為體積分?jǐn)?shù))

［議一議］1.N2對硫酸生產(chǎn)沒有用處，為什么不除去？

2.工業(yè)生產(chǎn)上為什么要控制條件使SO2、O2處于上述比例呢？ ［學(xué)生分組討論：并互相交流討論結(jié)果］

［答案］1.N2對硫酸的生產(chǎn)沒有用處，但也沒有不利之處，若要除去，勢必會增加生產(chǎn)成本，從綜合經(jīng)濟效益分析沒有除去的必要。

2.這樣的比例是增大反應(yīng)物中廉價的氧氣的濃度，而提高另一種反應(yīng)物二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，從而有利于SO2的進一步氧化。

［小結(jié)］這節(jié)課我們主要介紹了接觸法制硫酸的反應(yīng)原理、生產(chǎn)過程、硫酸生產(chǎn)原料的選擇及硫酸生產(chǎn)第一階段即造氣階段的生產(chǎn)要求。在原料的選擇及造氣階段，我們要體會工業(yè)生產(chǎn)同化學(xué)實驗的區(qū)別。

［布置作業(yè)］復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的知識?！癜鍟O(shè)計

第五章

硫酸工業(yè)

第一節(jié)

接觸法制硫酸(第一課時)

一、反應(yīng)原理

點燃1.S＋O2????SO2

高溫4FeS2＋11O2????2Fe2O3＋8SO2

3.SO3＋H2O===H2SO4

二、工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)流程

第五篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第四單元 電解原理及其應(yīng)用 第一節(jié)電解原理(備課資料)

●備課資料

1.金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)導(dǎo)電在本質(zhì)上有什么不同？

金屬晶體由金屬原子、金屬離子、自由電子三種微粒構(gòu)成。金屬離子帶正電荷、自由電子帶負電荷，通過靜電作用力——金屬鍵，使這些微粒結(jié)合在一起。自由電子是指脫離金屬原子在整塊金屬晶體中做無規(guī)則運動的電子。在電場作用下，自由電子由負極移向正極形成電子流。這就是金屬導(dǎo)電的本質(zhì)，導(dǎo)電時金屬原子和金屬離子都是不移動的。金屬導(dǎo)電屬物理變化。

電解質(zhì)在溶于水時，能電離出帶電荷的自由陰、陽離子，屬于離子型化合物的某些電解質(zhì)在熔化時也能電離出自由離子。在電場作用下，這些自由離子做定向移動并在兩極上分別得失電子，陽離子移向陰極得到電子，陰離子移向陽極交出電子，這樣在外電路的導(dǎo)線中有自由電子定向移動形成了電子流。而在電解質(zhì)或電解質(zhì)溶液中只有自由離子分別向兩極移動，而沒有電子移動。在離子得失電子的同時，伴隨著發(fā)生了化學(xué)變化。

2.電解與電離有什么區(qū)別和聯(lián)系？

電解與電離是兩種不同的概念，但它們之間有一定的聯(lián)系。

電離是指電解質(zhì)在溶解于水或熔化條件下離解成自由離子的過程。這過程不需要通電，電離的過程主要是物理變化過程。

電解是指對電解質(zhì)水溶液或融熔狀態(tài)的電解質(zhì)通直流電時、自由離子在兩極上發(fā)生氧化—還原的過程。電解時必須通電，電解過程是化學(xué)變化過程。電解質(zhì)導(dǎo)電的過程，也就是電解的過程。

電離是電解的前提條件，只有電解質(zhì)先電離出自由離子，通電時才能發(fā)生電解。如對食鹽晶體通電，食鹽晶體不導(dǎo)電，也不發(fā)生電解；如對熔融食鹽液體通電，液態(tài)食鹽導(dǎo)電，同時鈉離子在陰極得電子被還原成鈉原子，氯離子在陽極交出一電子被氧化成氯原子，又結(jié)合成氯分子。電解食鹽水溶液時，得到氯氣、氫氣和氫氧化鈉。

3.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時溶液的pH變化及電解的類型有如下規(guī)律

4.原電池、電解(鍍)電極名稱的確定(1)確定原電池電極名稱的方法

方法一：根據(jù)原電池電極材料的性質(zhì)確定。通常是：

①對于金屬—金屬電極，活潑金屬是負極，不活潑金屬是正極；

②對于金屬—非金屬電極，金屬是負極，非金屬是正極，如干電池等；

③對于金屬—化合物電極，金屬是負極，化合物是正極，如電池等。

方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本質(zhì)確定：原電池中，負極向外電路提供電子，所以負極上一定發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上則一定發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。所以，失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負極；得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極。

(2)確定電解(鍍)池電極名稱的方法

確定電解(鍍)池電極名稱有如下兩種方法

方法一：與外電源正極連接的一極是陽極，與負極連接的一般是陰極。方法二：電極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽極，發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極。5.重金屬引起的水污染

重金屬污染可用下表表示：

6.電解質(zhì)與水的電解 純水是極弱的電解質(zhì)，很難導(dǎo)電。在純水中通以直流電，在一般條件下不發(fā)生電解作用。如果在水中加入強的含氧酸(如H2SO4)、活潑金屬的可溶性含氧酸鹽(如Na2SO4、KNO3)或可溶性強堿(如NaOH、KOH)，以增加水的導(dǎo)電性，則電解就能順利進行，陰、陽兩極上的產(chǎn)物分別為氫氣和氧氣。

現(xiàn)以純水中加入Na2SO4通電分解為例來說明這個問題。當(dāng)Na2SO4溶于水時，即完全離解為Na和SO＋。

Na2SO4===2Na＋SO

＋

雖然水是弱電解質(zhì)，但是也能發(fā)生微弱的電離。

H2O

＋

H＋OH

＋

＋－因此，在水溶液中存在著四種離子：Na、H、SOH向陰極遷移，SO＋

－

和OH。通入直流電后，Na和

－＋和OH向陽極遷移。但在各個電極上究竟是哪一種離子放電，則取決于它們電極電位的高低，也就是說，取決于離子得失電子的難易。根據(jù)上述四種離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位是：

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，＋

－在陰極上，由于Na比H難于接受電子，因此H放電而產(chǎn)生氫；在陽極上由于SO比OH難于失去電子，因此OH放電而產(chǎn)生氧，這樣的過程，圖示如下： －

－

可見在水中加入的Na2SO4并不發(fā)生電解，它的陰、陽兩種離子依然存留在溶液中，實際上電解的是H2O,Na2SO4在這里只是起著導(dǎo)電的作用。

＋－由于H和OH分別不斷地在陰、陽兩極上放電，H2O的電離平衡就不斷地向生成離子的方向移動，H2O

－

H＋OH

＋

＋－于是H2O不斷地電解，OH就不斷地聚集在陰極區(qū)(Na也聚集在這里)，顯然這里的溶液就呈堿性；同樣，H也不斷地聚集在陽極區(qū)(SO＋

也聚集在這里)，顯然這里的溶液就呈酸性。

＋從這個例子，可知堿金屬離子在陰極上總是比H難于放電，含氧酸根離子在陽極上，－也總是比OH難于放電。所以在水中加入可溶性的堿金屬含氧酸鹽，或強的含氧酸，或可

＋－溶性的強堿，通以直流電，都是H和OH放電，而所加的電解質(zhì)僅是起著導(dǎo)電的作用。

*研究性課題推薦

課題1 皮革廠含鉻廢水處理的調(diào)查 背景資料：

鉻在很多領(lǐng)域有較大用途。鉻化合物中，Cr(Ⅵ)主要以CrO

(溶液為黃色)和Cr2O

＋

(溶液為紅色)形態(tài)存在，在酸性條件下具有很強的氧化性，能被還原劑還原成Cr3(溶液為紫色)；Cr(Ⅵ)化合物水溶性很強，而鉻(Ⅲ)化合物水溶性很低。鉻對環(huán)境造成污染，其中，Cr(Ⅵ)的毒性比鉻(Ⅲ)的毒性強200倍。

對含鉻廢水的常用的處理方法有：(1)方法一：電解法。

①往工業(yè)廢水中加入適量食鹽，增加污水中離子濃度，增強導(dǎo)電能力。②以鐵作為陽極進行電解。

以生成的Fe2為還原劑，在酸性溶液中與Cr2O＋＋

＋

發(fā)生氧化還原反應(yīng)。這樣Cr2O被還原成Cr3。在電解過程中，由于H在陰極不斷放電，打破了水的電離平衡，促進水的電離，溶液的pH上升，溶液中的陽離子以Cr(OH)

3、Fe(OH)

2、Fe(OH)3形成沉淀。

③鼓入空氣。經(jīng)過一段時間后，使廢水中含鉻量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。

由于Fe(OH)3開始沉淀的pH為2.7，沉淀完全的pH為3.7。Fe(OH)2開始沉淀的pH為7.6,沉淀完全的pH為9.6,并且Fe(OH)2呈絮狀，不易從溶液除去。但根據(jù)已學(xué)的知識，F(xiàn)e(OH)2極易被O2氧化，所以在處理過程中鼓入空氣，讓空氣中的O2充分與Fe(OH)2反應(yīng)，成為容易分離的Cr(OH)

3、Fe(OH)3，使廢水含鉻量降到可排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)方法二：

用FeSO7·7H2O處理含鉻(Ⅵ)有毒廢水是目前工藝上常用的方法。它的優(yōu)點是經(jīng)過加料配比后，可使最終的固體產(chǎn)物成為制備鐵氧體復(fù)合氧化物(可用Cr

Fe

Fe2O4表示)的＋原料，此原料經(jīng)燒結(jié)后，就得到鐵氧體復(fù)合氧化物。這是一種變害為利的方法。

方法三：

制革廠排放的污泥中約有1/3是有機物，其余是大量的含鉻物質(zhì)，直接排放污泥會對環(huán)境造成污染。1996年，外國科學(xué)家研究成功了一種技術(shù)，較好地解決了制革廠廢物利用與環(huán)境保護問題。工藝流程如下：

① 污泥與普通黏土以一定比例混合(污泥占25%～30%)后制成磚坯，在窯中以850～ 950℃溫度灼燒；

②灼燒前期向窯中鼓入補充了氧氣的空氣。原因是燒掉有機物，否則無法制成火磚；燃燒有機物在氧氣充足的條件下進行，放出足夠熱量，可節(jié)省燃料；

③灼燒后期改用普通空氣，且故意限制入窯空氣的數(shù)量，使呈缺氧狀態(tài)。原因是保證＋6價鉻化合物轉(zhuǎn)變成＋3價鉻化合物，并穩(wěn)定地以＋3價鉻化合物形式被固定在火磚內(nèi)，否則，如以＋6價鉻化合物存在，則在雨水淋濕或施工淋水時，鉻會被溶解出來而污染環(huán)境；

④燒制完成后，直至窯溫降至200℃以下，才允許空氣自由流通。課題要求：

1.請調(diào)查當(dāng)?shù)氐钠じ秣分茝S，了解它們對含鉻廢水處理的技術(shù)情況。2.比較該技術(shù)與現(xiàn)今流行技術(shù)的差異； 3.根據(jù)所學(xué)知識提出你的意見和建議。課題2：生活中使用電鍍制品的調(diào)查

市場調(diào)查：1.生活中使用電鍍制品的情況。2.電鍍制品的價格與被鍍金屬價格的比較。要求寫出市場調(diào)查報告。