高中化学大纲版第三册 第一单元晶体的类型与性质 第二节金属晶体第一课时Word下载.docx

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我们所看到的决定金属晶体结构的圆球是否为中性金属原子呢？

［诱导启发］请大家根据金属元素的原子结构特点进行分析、讨论。

［学生分组讨论后得出结论］金属元素的原子具有最外层电子数较少的特点，易失去最外层电子形成带正电荷的金属阳离子。

［设疑］电子的质量和体积与金属离子相比怎样？

由金属原子释出的电子是否为某个金属原子所独有？

它的活动空间怎么样？

［教师引导学生分析讨论］电子的质量和体积与金属离子相比很小很小，故金属离子的大小与结构对金属晶体的结构起着主导作用，我们所看到的金属晶体示意图中的圆球实际上主要是金属阳离子，由于它们之间存在空隙（由金属晶体的空间利用率也可说明此点），故由金属原子释出的电子便在一个偌大的空间内（相对于其自身的体积）自由运动，因此，由金属原子所释出的电子并不专属于某一个或几个特定的金属离子。

［演示多媒体三维动画］内容为：

带负电的电子围绕在金属阳离子之间自由运动，且在整个晶体中，自由电子呈均匀分布状。

［讲解］像这种不受某一个或某几个特定金属离子限制的电子，我们称其为自由电子。

金属晶体就是通过金属离子与自由电子之间的较强作用所形成的单质晶体，且自由电子几乎均匀地分布在整个晶体中，被许多金属离子所共有。

［板书］一、金属晶体

通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体。

［想一想］

1.金属晶体中是否可能有金属原子存在？

（答案：

可能）

2.在金属晶体中，金属离子与自由电子之间的作用力仅仅是静电吸引吗？

不是。

这是因为：

在金属晶体中，除了金属阳离子与自由电子之间因电荷异性而存在引力外，还有电子与电子、原子核与原子核之间的斥力。

当金属原子的核间距达到某个固定数值时，引力和斥力达到暂时平衡，形成稳定的晶体。

此时，金属离子在其平衡位置附近振动。

因此，在金属晶体中，金属原子与金属原子之间并不能无限接近。

而金属阳离子与自由电子之间的作用为引力和斥力的相对统一）

［过渡］由刚才的学习我们知道，金属晶体均是由金属离子与自由电子之间的较强作用形成的。

那么，金属晶体内部存在的这种作用力是怎样影响金属晶体的物理性质的呢？

［板书］二、金属晶体的物理性质。

［展示铝箔、铁丝、铜丝导线、小电炉］

［讨论］以上物品的形状及使用分别表现出了金属的哪些物理性质？

它们是否属于金属的共性？

［学生分析、讨论］铝箔——展性；

铁丝——延性；

铜丝导线——延性、导电性；

小电炉——延性、导电、导热性。

［学生归纳总结、教师板书］

共性：

有良好的延展性、容易导电、导热。

［设疑过渡］我们能否用金属晶体的结构特点来解释金属的物理共性呢？

［板书］三、金属晶体的结构与金属性质的关系。

［教师］首先，我们来认识一下金属晶体结构与金属导电性的联系。

［板书］1.金属晶体结构与金属导电性的关系。

［设问］电流是怎样形成的？

［学生］带电粒子的定向移动形成电流。

［追问］金属在外加电场作用下能导电，说明什么粒子定向移动？

［回答］甲.自由电子。

乙.自由电子和金属阳离子。

［演示多媒体三维动画］内容：

金属晶体中的自由电子在没有外加电场存在时是自由移动的，在外加电场作用下，自由电子发生定向移动而形成电流。

［教师归纳总结］在金属晶体中，金属离子与金属离子在紧密堆积时，其间存有一定的空隙，而在空隙之间是易流动的自由电子，因这些自由电子并不与一定的离子相连，因此在很小一点电势差的影响下，它们就开始朝一定的方向流动而形成电流。

这就是金属具有良好导电性的原因。

在晶体中的离子，并不是绝对不能动，而是在作轻微的振动，当金属加热时，离子的振动就加强，电子在其间的移动自然就困难了，所以金属的导电性随温度的升高而降低。

［思考］离子晶体在融熔状态下的导电，与金属的导电是否相同？

（不同。

前者是阴、阳离子的定向移动，而后者是自由电子的定向移动；

前者不发生化学变化，后者发生化学反应）

［过渡］由以上分析可知，金属能导电，主要是因为自由电子之故，那么，金属的导热性是否也与自由电子密切相关呢？

请大家阅读课本有关内容。

［板书］2.金属晶体结构与金属导热性的关系。

［学生阅读教材后归纳回答］

［教师总结］金属容易导热，实际上是由于自由电子与金属离子之间发生了能量交换之故。

即自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。

［过渡］既然金属的导电性和导热性与自由电子的存在有密切关系，那么，在金属的延展性中，自由电子又充当了什么样的角色呢？

［板书］3.金属晶体结构与金属延展性的关系。

离子晶体NaCl、原子晶体SiO2、金属晶体Cu的结构模型及它们分别受外力作用时的情景。

NaCl晶体受外力时，Na＋与Cl－之间的离子键破坏，晶体碎裂。

SiO2受外力，Si—O共价键被破坏，晶体碎裂。

Cu受外力，晶体中的各原子层发生相对滑动，而自由电子也随着移动，使金属离子与自由电子之间的较强作用得以保持，而未发生碎裂。

［设问］当金属晶体受到外力冲击时，自由电子起什么作用？

［回答］使金属晶体中金属离子与自由电子之间的较强作用得以维系。

［教师］很正确！

金属晶体正是由于自由电子的存在，才使得其在受到外力冲击时，不易断裂，但通常伴随着形变。

因此，金属晶体一般具有较好的延展性。

需要说明的是：

金属内部结构的均匀性，决定了金属导电、导热和延展性的优劣。

其结构越均匀，上述性能就越好。

关于金属的密度、硬度、熔点等物理性质，主要与金属原子本身、金属晶体中金属原子的排列方式等因素有关，故没有一定的规律。

［讨论］分组讨论离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体结构及物理性质的异同，并填写下表。

［投影］不同类型晶体结构与性质的比较：

［学生分组讨论，并填写］

［教师最后投影一张正确的表格］

如下：

不同类型晶体结构与性质的比较

［投影练习］

1.金属的下列性质中，不能用金属晶体结构加以解释的是

A.易导电B.易导热C.有延展性D.易锈蚀

2.金属晶体的形成是因为晶体中存在

A.金属离子间的相互作用

B.金属原子间的相互作用

C.金属离子与自由电子间的相互作用

D.金属原子与自由电子间的相互作用

3.关于晶体的下列说法正确的是

A.在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B.在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C.原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D.分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

答案：

1.D2.C3.A

［小结］本节课我们主要学习了金属晶体的结构特点及其与金属性质的关系。

［议一议］为什么常温下金属的聚集状态均为固态（汞为液态）？

［答案］由于金属中的自由电子被多个金属离子所共用，因电性相反之故，每个金属离子周围总是尽可能多地吸引自由电子，而每个自由电子又尽可能吸引更多的金属阳离子，故在金属晶体中，金属原子与金属原子之间的距离比较近，宏观上总是以固体的形式表现（汞除外）。

［布置作业］课本P11习题二

●板书设计

一、金属晶体

通过金属离子与自由电子之间的较强作用而形成的单质晶体

二、金属晶体的物理性质

有良好的延展性、容易导电、导热

三、金属晶体的结构与金属性质的关系

1.金属晶体结构与金属导电性的关系

2.金属晶体结构与金属导热性的关系

3.金属晶体结构与金属延展性的关系

●综合能力训练题

1.下列各组物质发生状态变化时，所克服的作用力属于同一类型的是

A.食盐和铜的熔化

B.二氧化硅和硫的熔化

C.铝和氧化铝的熔化

D.碘和干冰的升华

D

2.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：

A组物质NaClKClCsCl

熔点（K）1074149918

B组物质NaMgAl

熔点（K）317923933

晶体熔点、沸点的高低，决定于组成晶体粒子间的作用力的大小。

A组是____________晶体，晶体粒子之间通过____________相连。

B组晶体属____________晶体，价电子数由少到多的顺序是____________，粒子半径由大到小的顺序是____________。

由库仑定律F=____________可知，金属键强度由小到大的顺序为____________。

解析：

本题以晶体熔点的规律变化的解释为背景，综合了化学、物理两门的知识内容，考查了分析、理解等能力。

A组为离子晶体，离子之间通过离子键相连，强度可借助库仑定律比较：

F=k，由于NaCl、KCl、CsCl中的阴、阳离子所带电荷数相等，而r（Na＋）＜r（K＋）＜r（Cs＋），所以有F（NaCl）＞F（KCl）＞F（CsCl），故熔点是逐渐降低的。

B组为金属晶体，是由金属键相互结合而成的，因为q（Na＋）＜q（Mg2＋）＜q（Al3+），而r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3+），所以，F（Na）＜F（Mg）＜F（Al），故其熔点是逐渐升高的。

离子离子键金属Na＜Mg＜AlNa＋＞Mg2＋＞Al3+F=k

Na＜Mg＜Al

2019-2020年高中化学（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）

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。

胶体的概念。

胶体概念的建立。

实验、分析、对比、归纳、自学等方法。

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。

1课时

［引入］首先制取一种液体。

［演示］实验2—1，取烧杯盛约20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后逐滴加入饱和FeCl3溶液1mL～2mL。

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：

［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10－9m即1nm，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，2min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1nm～100nm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）3分子的聚集体，大小在1nm～100nm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）3胶体采取水解方法，在加热条件下可促使FeCl3近于完全水解。

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+3H2OFe（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50mL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）1min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。

1min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＞100nm的粒子○—红球1nm＜直径＜100nm的粒子—蓝球直径＜1nm的粒子

图2—1

［讲述］黄色小球不能通过微孔直径约100nm的滤纸，为浊液分散质粒子，红色小球不能通过“微孔”直径约1nm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1nm～100nm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。

第一单元胶体的性质及其应用

一、分散系、分散质、分散剂

二、胶体

分散质粒子直径在1nm～100nm之间的分散系，叫做胶体。

2.Fe（OH）3胶体的制备：

水解法

FeCl3+3H2OFe（OH）3（胶体）+3HCl

3.胶体的净化方法——渗析法

4.胶体的分类

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。

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

1.用特殊方法把固体物质加工到纳米级（1nm～100nm，1nm=10－9m）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D.乳浊液

［解析］胶体的本质特征就是分散质粒子直径为10－9m～10－7m即1nm～100nm，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。

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