第一篇：【鼎尖教案】高中化學(大綱版)第三冊 第六單元 化學實驗方案的設計 第二節性質實驗方案的設計(備課資料

●備課資料

一、影響有機酸酸性強、弱的因素

有機酸的通式為—OH上的H越易電離出去，酸性越強，影響H＋電離

＋的因素是R—，如果R—是吸電子基團，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，是物質呈酸性的前提，如：

羥基上的H原子能否變成H＋電離出來取決于與—OH聯接的原子。如果與—OH相連的原子或原子團能使羥基上的O—H極化，使電子對偏向氧原子，則易電離出H＋,酸性就越強。

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，—OH上的H越不易電離。

根據以上分析可知：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、幾種常見粒子的顏色 1.水溶液中常見離子的顏色(1)無色的陽離子：

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＋

藍色

［Cu(NH3)4］2＋

深藍色(3)無色陰離子： 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 Li＋

紫紅色 Na＋

黃色

K＋

淺紫色(透過藍色鈷玻璃)

Ca

磚紅色

Sr

洋紅色 Ba2＋

黃綠色 2＋Cu

綠色(CuCl2時為天藍色)3.幾種離子常見沉淀物的顏色(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 藍色 白色 紅褐色 紅色 2＋2＋注：Ag2CO3有的分析化學書中認為是白色沉淀，實際在溶液中形成的Ag2CO3沉淀為淡黃色。且固態Ag2CO3亦為黃色粉末。

三、常見物質的溶解情況 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 溶解度無窮大

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

2.常見物質溶解性表：(20℃)

說明：“溶”表示那種物質可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“揮”表示揮發性，“—”表示那種物質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晶體，是在深海的低溫高壓環境下由水與甲烷發生水合反應而形成的，表面看像濕潤的雪團，點火可燃燒，故稱“可燃冰”。第28屆國際地質大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類1000年的能源需要。現已探明，里海和百慕大三角、我國南海等許多海域，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已知蘊藏在我國陸地下的天然氣總量的一半。

天然氣水合物是一種晶體，有多種晶體結構，右圖是一種甲烷水合物的晶體結構示意圖，它是由水分子處于頂點位置組成12個五角形構成較小的籠形。

據測定，單位結構的甲烷水合物周圍平均46個水分子構建成8個籠，每個籠可容納1個CH4分子或1個游離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：

提出開發海底甲烷的可行性建議。3

參考答案：就目前來說，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。開采方法有兩種：其一，如果甲烷以氣體狀態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，甲烷氣體自然就會往上涌出，這樣就能進行回收；其二，一旦甲烷水合物層下沒有氣體狀的甲烷，就必須以間隔數十米的兩路鉆管通到甲烷水合物層，利用一側的管子送入蒸汽和鹽水融化甲烷水合物，利用另一側的管子回收甲烷水合物融化后生成的甲烷。

下圖為日本資源環境研究所的科學家設計的甲烷水合物的開發示意圖。其設想是：

①游離甲烷氣體層的進行鉆井挖掘可減小壓強，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在甲烷氣體被開采的同時，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結構不被破壞，另一方面還可以減少大氣中的CO2含量，減緩溫室效應。

第二篇：【鼎尖教案】高中化學(大綱版)第三冊 第六單元 化學實驗方案的設計 第四節化學實驗方案設計的基本要求(

第四節

化學實驗方案設計的基本要求

●教學目標

通過前面三節對各種化學實驗方案設計的練習，初步了解和熟悉化學實驗方案設計的基本方法和基本要求。

●教學重點

對前面三節化學實驗方案設計過程的總結與回顧。●教學難點

對化學實驗方案設計基本要求的總結。●教學方法

回憶——歸納——討論——閱讀——總結。●課時安排 一課時

●教具準備 投影儀、膠片等。●教學過程

［引言］通過前面三節內容的學習以及對相關幾個實驗方案的設計與具體操作，我們可知，化學實驗方案是一個化學實驗的靈魂。那么，對一個化學實驗方案的設計，具體有哪些基本要求，本節課，我們將通過對前述內容以及各實驗方案設計的回憶與歸納，對此加以總結。

［板書］第四節

化學實驗方案設計的基本要求

［講述］對于化學實驗方案的設計，我們在之前已有過一些練習，下面請同學們首先回憶一下我們在前面的實驗方案中的一般方法即基本思路。

［回憶］第一節中以鋁為原料制備Al(OH)3的實驗設計思路。［板書］

一、化學實驗方案設計的一般思路

［提問］部分同學回答，其余同學可予以補充。［師生共同進行總結］

［投影1］

1.根據實驗要求和目的，以鋁原料的化學性質為基礎，推測Al(OH)3得以制備的可能化學過程及反應原理。

2.通過比較和實驗驗證，選得最佳實驗制備方案。

3.對最佳制備方案的實驗過程即實驗步驟進行比較或驗證進行設計。

4.對實驗步驟中所需儀器和藥品進行選擇和設計。

5.對實驗操作過程中易出現的問題以及易發生的錯誤判斷進行提示，或者以問題和討論之形式進行設計。

［過渡］很好。下面請再回憶對實驗四硫酸亞鐵制備的實驗設計過程。

［想一想］對硫酸亞鐵制備的實驗設計與以Al為原料制備Al(OH)3的設計有何異同。［提問］學生回答后師生共同總結得出結論。［投影2］

1.根據實驗目的和要求，首先對制備原料進行選擇。

2.根據所選定的原料，以原料所具化學性質為基礎，以FeSO4的最終得以制備為目的，推測制備的可能過程和反應原理。

3.以后之設計同于投影1中2以后之思路。

［過渡］對于物質制備的實驗方案思路，同學們分析總結得很好。下面，請接著回憶第 二節中，對乙二酸化學性質實驗方案設計的過程和思路。

［學生回憶］第二節中乙二酸性質實驗方案設計的過程和思路。［提問］部分同學回答，其余同學可質疑補充。［師生共同討論完善后總結］ ［投影3］

1.根據實驗目的和要求，首先對乙二酸的結構進行分析。

2.根據對乙二酸結構分析的結論，推測對其性質實驗的可能方法和原理。

3.之后的設計思路同于投影1中2以后之思路。

［講述］對于第一、二節所涉及化學實驗方案設計的思路，同學們分析得很好，總結得也較為全面。

［想一想］在第三節中，對于離子的檢驗與對于未知物檢驗的實驗方案設計中，其設計思路與上述思路有何異同。

［學生活動］教師巡視，并予以適當的提示。［師生共同總結］

［投影4］

1.根據實驗目的和要求，對待檢物質、待檢離子或未知物可能含有的離子或物質進行判斷分析。

2.根據所含離子或可能所含離子的化學性質，推測其可能的檢驗方法。3.之后思路仍同于投影1中2以后之思路。

［問題］通過上述的回憶和分析，請同學們總結化學實驗方案設計的一般思路。［提示］請同學們注意大屏幕上，剛才大家討論總結的四個結論。

［投影5］投影1、2、3、4。［學生活動］教師參與指導。

［提問］部分同學回答，其余學生補充，師生共同討論得出結論。

［過渡］通過大家的討論分析和總結，我們可得出化學實驗方案設計的一般思路。［投影］化學實驗方案設計的一般思路。

1.根據實驗目的和要求，對實驗所用原料進行選擇。

2.根據實驗目的和要求，對實驗待用或待檢物質的結構與組成進行分析。3.推測可能的實驗過程或實驗方案。

4.討論、比較或實驗驗證確定最佳實驗方案。

5.設計實驗步驟，對實驗步驟中可能出現錯誤或問題之處進行分析。6.根據實驗步驟，選擇實驗所用儀器和藥品。

7.對5中可能出現的其他錯誤和意外以問題和討論的形式列出。

［講評］通過上述的回憶和總結，我們得出了化學實驗方案設計的一般思路。然而，若依據上述思路對實驗方案設計，所得方案并不是一個完整的實驗方案，一個完整的化學實驗方案有它約定俗成的固定的格式和內容。

［問題］那么，一個相對完整的化學實驗方案，具體應包含哪幾個方面的內容？下面，請再次回憶我們之前對實驗方案設計過程的學習，也可翻閱課本上有關的實驗方案。

［學生活動］教師參與、指導。

［板書］

二、一個完整的化學實驗方案應包含的主要內容。［師生共同活動后總結］

［投影］化學實驗方案包含的主要內容 1.實驗名稱： 2.實驗目的：

3.實驗原理：指實驗設計所選擇的最佳實驗方案中所涉及的主要化學反應原理，需注意的是此條目可根據不同實驗方案設計的具體情況予以保留和刪減；

4.實驗用品：包括實驗所用儀器及規格，所用藥品以及濃度、狀態等； 5.實驗步驟：包括所用實驗儀器的裝配以及具體的實驗操作過程； 6.實驗現象記錄及結果處理：可根據具體實驗設計成表格或其他；

7.問題和討論：一般是對實驗原理和實驗步驟中一些現象和問題的補充和修正。［講評］通過上述的學習，我們分析總結出了一個相對完整的化學實驗方案設計的一般思路和其他應包括的主要內容。那么，一個化學實驗方案的設計，其關鍵的所在應該是方案中的哪些地方？

［議一議］化學實驗方案設計的關鍵所在。［學生互相討論后提問］

［答］實驗原理的選擇以及實驗步驟之設計。［問］對于以上二者，在實驗設計中應注意什么？ ［板書］

三、化學實驗方案設計應遵循的一般原則

［想一想］在以Al為原料制備Al(OH)3的實驗設計過程中，為何沒有選用Al2O3和水為原料來制備Al(OH)3？

［答］Al2O3不溶于水，這個方案在實驗操作中無法完成。

［講評］對。這個制備方法在實驗中難于完成，它違背了實驗方案設計的首要原則，科學性。

［板書］1.科學性：指所選實驗原理、實驗操作程序和方法應是正確的。［想一想］在以上幾節實驗方案中科學性的具體體現。

［提問］要求學生舉例說明。

［總結］科學性在實驗方案設計中可謂比比皆是。

如：硫酸亞鐵制備的原料選擇過量鐵屑和稀H2SO4，沒有選擇少量鐵屑和濃H2SO4；

?又如：在對硫酸亞鐵銨晶體檢驗過程中，如對SO24檢驗過程中同樣HNO3酸化在先，則對Fe2＋之檢驗將無法進行等等。

［講評］科學性是實驗方案設計的首要原則，在實驗設計過程中一定要遵循客觀事實，不能憑主觀臆想設計出違背客觀事實即科學性的原理或程序。

實驗方案設計過程中，第二個原則是安全性原則，它包括避免環境污染和人身傷害。在實驗室實驗方案設計中，因其波及程序和范圍較小，對環境污染要求不是很高，但我們在實驗設計中，還是應盡可能避免，如對實驗尾氣的處理等應在實驗設計中予以充分的考慮。［想一想］在所接觸的實驗方案中，哪些實驗設計中，體現了實驗方案設計的安全性要求。

［學生討論］教師巡視，可做適當提示，之后提問。

［答］安全性在實驗方案設計中體現較多。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，比如H2之驗純與石油的分餾；實驗室制取Cl2、SO2等尾氣的處理等等。

［板書］2.安全性

［講述］很好。在實驗方案設計中，我們還應注意其第三條原則，即實驗方案中的可行性，其含義為實驗方案中所選用的化學藥品、儀器、設備和方法應是在現有知識和實驗條件下可以完成的，否則，實驗設計將會成為空中樓閣，無法付諸具體的實驗操作。

［板書］3.可行性

［過渡］在中學化學實驗方案設計中，可行性因受知識水平之限制一般違規較少。但對

其第四條原則，則應用較多。

［想一想］在以Al為原料制備Al(OH)3時，我們為什么在最后的三個方案中，選擇了雙水解這樣的一個實驗方案。

［學生討論］略

［投影］以Al為原料制備Al(OH)3

［提問］為何舍棄1、2，而選用3？

［答］因為3操作簡便,藥品用量少且易于操作,現象明顯。［講述］很好。這就是實驗方案設計的第四條原則，即簡約性

［板書］4.簡約性

［閱讀］下面，請同學們閱讀課文主要內容，并聯系以前化學實驗方案設計的實際，進一步熟悉和掌握化學實驗方案的一般思路、主要內容及基本要求。

［課時小結］ 本節課，我們通過對前面部分實驗方案設計的回顧，較為系統地總結了化學實驗方案設計的一般思路、包含內容以及設計基本要求。對同一個化學實驗，可以有多種不同的實驗方案，但一個較為完整的實驗方案，無不具備上述的基本要求。

［布置作業］

1.課本習題：在設計化學實驗方案時，應注意哪些問題？ 2.運用本節課對實驗方案設計的一般方法和基本要求，完成實驗八實驗習題中，實驗1、2、3之實驗方案之設計(各一種即可)。

●板書設計

第四節

化學實驗方案設計的基本要求

一、化學實驗方案設計的一般思路 二、一個相對完整的化學實驗方案應包含的主要內容

三、化學實驗方案設計應遵循的一般原則 1.科學性

2.安全性 3.可行性

4.簡約性

●教學說明

本節教學內容相對較為簡單，其主要知識均來自于前面幾節的學習體會和設計經驗，因此，對前面部分內容的回憶、復習以及分析、總結之效果，將直接左右本節課的授課效果。

●綜合能力訓練題

某課外活動小組加熱炭粉(過量)和氧化銅的混合物，再用下圖裝置對獲得的銅粉(含炭)樣品進行實驗。圖中鐵架臺等裝置已略去。

請你幫助他們完成下列實驗報告。

(一)實驗目的：

(二)實驗用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等；

藥品：紅褐色銅粉(含炭)樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃H2SO4等。(三)實驗內容：

(四)計算：樣品中銅的質量分數＝

(用含Ｗ、ｍ

1、ｍ2的代數式表示)(五)問題和討論：

實驗完成，老師評議說：按上述實驗設計，即使G中反應完全，D中吸收完全，也不會得出正確的結果。經討論，有同學提出在B與G之間加入一個裝置。再次實驗后，得到了較正確的結果。那么，原來實驗所測得銅的質量分數偏小的原因可能是

。在B與G之間加入的裝置可以是

，其中盛放的藥品是。

解析：本題考查學生對一定實驗目的下實驗原理的分析能力以及對實驗數據的處理能力和對實驗結果誤差的分析能力，對學生思維的整體性、嚴密性和靈活性提出了較高的要求。從(四)計算和(五)問題的討論可得出實驗目的。實驗內容是圍繞著實驗原理進行的。因為G中含銅粉和炭粉，要求銅粉的質量分數，需先求出樣品中銅粉或炭粉的質量，從圖示裝置可以看出，A、B為制氣裝置，再從所提供的藥品進行分析，可知能生成氣體的試劑應

MnO2是過氧化氫溶液和二氧化錳，兩者發生反應：2H2O2??????O2↑＋2H2O，其中MnO2作該反應的催化劑，反應發生時，B中有大量氣泡產生，產生的O2通過G裝置時，發生反應2Cu?＋O2?????2CuO、C＋O2????CO2，此時單質銅變成黑色的CuO，樣品中的炭粉變為CO2而被D裝置吸收，未反應的O2通過E時，會有氣泡產生，E中盛放液體應為濃H2SO4，是為

了防止空氣中的水分進入D管而設置的，D中盛放的藥品應是堿石灰，(m2－m1)g應為CO2的質量，樣品中炭粉的質量為(m2－m1)g×

1244 g，則銅粉質量應為［Ｗ－(m2－m1)×

1244］g。據此，樣品中銅的質量分數即可求出。實驗所測銅的質量分數減小的原因是制氧裝置中制得的O2帶有水蒸氣，實驗進行時，水蒸氣也被D吸收，致使m2的數值偏大，(m2－m1)×1244g的質量大于樣品中炭粉的實際質量，從而，［Ｗ－(m2－m1)×

1244］g小于樣品中銅粉質量，使測得銅的質量分數偏小。改進的方法是在B和G之間加一個干燥裝置，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)測定銅粉樣品中銅的質量分數

MnO(三)B、E中有氣泡產生

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中出來的水蒸氣通過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(大綱版)第三冊 第二單元 膠體的性質及其應用 第二節膠體的性質及其應用(備課資料)

●備課資料

一、膠體與溶液、濁液之間最本質的區別是什么？

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

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

二、膠體化學的研究歷史

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。從十九世紀初，人們開始了對膠體的科學研究。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，這種現象叫做“電泳”。1827年，英國植物學家R·布朗（R·Brown，1773～1858）用顯微鏡觀察水中懸浮的藤黃粒子，發現粒子不停頓地在運動著，后來人們就把膠體粒子所呈現的這個重要現象稱作“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）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，這種現象叫做“變性”作用，他同時還發現油滴在蛋白質的“保護”下也不能“聚結”了。1845～1850年間，塞爾米（F·Selmi，意）對無機膠體作了系統的研究，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，但當光線射過時，從側面可以看到在此溶膠中呈現出一條光路。后來丁達爾（J·Tyndall，1820～1893，英）對此現象作了廣泛的研究，以后人們就把這一現象稱做“丁達爾效應”。此外，法拉第還曾做試驗，他往無機溶液中先加入動物膠，再加入適當的沉淀劑時發現這時原來的沉淀作用不再發生了，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的溶質粒子透過，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。他還發現雖然晶體物質的溶質粒子比動物膠類的膠體粒子小得多，但若有許多這類溶質粒子聚集在一起，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”現象和“脫水收縮”現象。他對膠體的這些方面的研究，導致建立了一門有系統性的學科——膠體化學。十九世紀末，人們對半透膜的滲析方法，又通以電流，發展成為電滲析法；另外還通過加壓，發展為“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，認為它是物質處在一定程度的分散狀態，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所構成。前者可以是固、液或氣體（溶膠、煙、霧、泡沫、膜等）。由于當物質處于高度分散的膠粒狀態時，擴展出了很大的界面，因此膠體化學的研究又與表面化學密切聯系起來了。

表面力導致吸附現象。J·W·吉布斯在1876年應用熱力學，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，總結出了經驗公式，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，他又設計一種“表面天平”，可以計量液面上散布的一層不溶物質的表面積，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”，從而建立了現代測定固體比表面的標準方法，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。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。

1913年，德國魯斯卡（E·Ruska)、麻爾和阿登內（V·Ardenne）發明了電子顯微鏡，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。電子顯微鏡通過復制技術，更可以用來觀察表面膜內小至約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～）設計了超離心機，獲得的引力常數達30萬倍于地心引力常數，為測量蛋白質分子在水中的沉降速度創造了條件，從而能計算蛋白質的分子量。他的一些測定結果如下：

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，從熱力學的觀點來衡量，它是不穩定的體系。因此有關膠體穩定性的研究便成為膠體化學的中心課題之一。本世紀四十年代，蘇聯人

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定性的理論，稱做DLVO理論。這個理論考慮了質點之間由于雙電層的存在而引起的斥力，以及質點之間的范德華力。這樣，便第一次從理論上定量地解釋了質點形狀比較簡單的膠體的穩定性，因此對膠體化學的發展有著重大的影響。

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定理論的建立，可以說是最近半世紀中膠體化學領域內的三大成就。

有一類物質，如肥皂、染料，具有很奇特的性質。按其溶液的依數性，可以斷定質點的數目很少，但其電導率卻很高，并且其電導率與濃度的關系也與一般電解質很不一樣。這類物質的另一特點是有增溶作用。麥克班（J·W·McBain，美）在本世紀初期，系統地研究了這類物質的性質，開辟了所謂膠態電解質的領域。他證明，在溶液中，這類物質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用，正是在這一理論基礎上發展起來的。

1936年，繆勒（Erwin Wilhelm Müller，美籍德人）發明了場發射顯微鏡。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。再結合超高真空技術，它已成為現代研究固體表面結構的有力工具。

當前，膠體化學正在研究的課題大致有：（1）第一吸附層的本性，（2）電化學反應的機理，（3）濕潤作用的本性等。此外，還有一些問題有待于創造研究條件，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；表面層機械性能的本性；泡沫和乳膠的本性等問題。

膠體化學的應用范圍，涉及到很多工業部門。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。膠體化學還深入到分子生物學的其他領域。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、合成纖維工業興起以來，膠體化學的研究與高分子化學的聯系更加密切。

三、膠體的結構

當溶膠通以直流電時，可以看到膠粒向某一電極移動，這種現象叫做電泳。它說明膠體粒子是帶電的。要認識膠體的結構，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中的某種離子，而形成帶電的膠粒。

關于膠體的結構，現在認為，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，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與反離子的電荷數相等，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生電泳現象。

下圖是硅酸膠團結構示意圖。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，總數為2 n個，其

＋

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

＋布在擴散層中，它的膠團結構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，植物營養的吸收，土壤中的各種反應，大都集中在這一部分。

硅酸膠團結構示意圖

膠體在土壤肥力上起著巨大作用，在工農業生產上有著重要意義。

四、高分子凝膠的智能化

高分子凝膠是指三維網絡結構的高分子化合物與溶劑組成的體系，由于它是一種三維網絡立體結構，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狀結構的高分子溶解，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在以下幾方面。當外部環境的pH、離子強度、溫度、電場以及環境中所含有的其他化學物質發生變化時，高分子凝膠即呈現出“刺激—應答”狀態。例如在高分子凝膠中出現相轉變，表現為網絡的網孔增大、網絡失去彈性、網絡的體積急劇變化（可變化幾百倍之多），甚至在三維網絡結構中不再存在凝膠相。而且這些變化是可逆的和不連續的。

上述這些變化使高分子凝膠的體積既可以發生溶脹，又可以收縮，利用這種性質設計出一種裝置，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境的各種物理性質和化學性質發生的變化。

這種具有三維網絡結構的高分子凝膠的溶脹行為還可以由于糖類的刺激而發生突變，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，執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域。它至少可以分為以下三類：

（1）金屬與半導體的納米顆粒。這種物質當顆粒尺寸減小到納米級時，金屬顆粒的能級，從準連續能級變為離散能級，最后達到類似分子軌道的能級。這時，它們的電學、磁學、光學性質都會發生突變。不同物質有不同的尺寸臨界值。這類物質是物理學家研究的對象。

（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特殊的電學性能。

（3）化學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出分子軌道能級的特點，有時會出現離子導電。它們的導電性質與顆粒尺寸的關系不明顯，與金屬納米顆粒的性質有很大的差別。但是，這一類大分子化合物，當分子結構達到一定尺寸和復雜程度時，會出現一些特殊性質，如自修復、自組合等，形成更復雜的結構。以富勒烯為例：

1985年，英國化學家Kroto，美國化學家Curl和Smalley在研究碳原子形成團簇（cluster)的條件和機制時，首次在質譜圖上觀察到C60和C70的存在。后來因為受到建筑學家Fuller所設計的拱形圓頂建筑的啟發，想出了C60的結構應當和足球相似，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，關鍵在于如何控制碳原子形成團簇時多種可能采取的結構途徑之間的比例。

左下圖是富勒烯家族中的一些“成員”的結構示意圖。右下圖是近年來倍受重視的碳納米管的結構模型圖。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線而受到關注。此外，利用它做一種模具，設法在其中充以金屬氧化物（可通過硝酸鹽的分解來得到），經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領域，可作超導材料。

1991年日本Sumio Lijima用電弧放電法制C60得到的碳炱中發現管狀的碳管碳的壁為類石墨二維結構，基本上由六元并環構成，按管壁上的碳碳鍵與管軸的幾何關系可分為“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自從發現以來，一直是科學家關注的物質。近年的研究發現，C60分子被發現及制備后，其獨特的光電磁性引起科學家的濃厚興趣。例如：C60的超導溫度為18 K，當摻雜CHCl3后超導溫度提高到80 K，當摻雜CHBr3后超導溫度提高到117 K。另外，一般的高分子中引入少量C60后，能產生較好的光電導性能，可用于高效催化劑、緊湊型高能電池、光化學裝置及化學傳感器。水溶性的高分子C60衍生物將應用于生物與藥物中，其抗病毒試驗已得到令人驚奇的結果。據最近的研究結果表明，C60具有治療艾滋病的功效。含C60衍生物能與許多物質發生化學反應。

六、趣味實驗 膠體粒子的電泳 操作：

（1）用直徑為12厘米培養皿作槽體，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：豆漿是膠體，鹵水是一種鎂鹽，這種鹽使豆漿膠體發生凝聚，所以鹵水能點豆腐，豆腐是一種凝膠。

解析：膠體中分散質的直徑大小決定了膠體具有獨特的性質。①丁達爾現象：此現象是膠體的光學性質，是膠體粒子對光的散射而形成的；②布朗運動：是膠體的力學性質，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電泳現象：是膠體的電學性質。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定狀態，當向膠體中加入某電解質時，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，會出現鋼筆堵塞現象。

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生膠體的凝聚，產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(大綱版)第三冊 第六單元 化學實驗方案的設計 第三節物質檢驗實驗方案的設計(備課

●備課資料

一、物質的分離與提純

在生產和生活中，我們接觸到的物質大多是混合物。為了適應各種不同需要，我們經常要把混合物里的幾種物質分開，分別得到純凈物，這個過程叫混合物的分離。物質的提純是把混合物中的雜質除去以得到純凈物的過程，在提純過程中，雜質不必還原成原物質。根據混合物各成分的物理性質或化學性質的不同，用不同的方法進行分離或提純。物質的分離和提純也是重要的基本操作。

(一)物理方法

根據物質不同的物理性質來分離混合物。1.過濾法

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

(1)制做過濾器

折疊濾紙的角度應與漏斗角度相同，濾紙的邊緣應比漏斗口低0.5厘米，剪去濾紙多余部分，手指按住濾紙三層的一邊，用水把濾紙潤濕，使濾紙緊貼漏斗的內壁，沒有空隙，不留氣泡，以保證過濾的速度。

(2)過濾

①將過濾器放在漏斗架或鐵架臺的小鐵圈上，漏斗下端緊靠燒杯內壁。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，在將混合液全部過濾后，用清水2~3毫升沖洗曾盛過混合液的燒杯，用玻璃棒引導沿濾紙內四周注入漏斗里，再用清水沖洗濾紙四周上的附著物。反復沖洗兩次，目的是使燒杯和濾紙上殘存的溶質盡可能轉入濾液。要注意觀察濾液顏色，如果濾液渾濁，應把濾液再過濾一次。

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

2.結晶法

幾種可溶性固態物質的混合物，根據它們在同種溶劑里溶解度的不同，可用結晶法分離。例如結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，部分硝酸鉀結晶析出，過濾后得到較純的硝酸鉀。若欲得到更純的晶體，可反復使用結晶法、重結晶法。另一物質氯化鈉仍在溶液中，加熱蒸發掉溶劑，使氯化鈉成為晶體析出。

3.蒸餾法

用來分離沸點不同但又互溶的液體混合物。其操作過程是

液態混合物

氣態

液態

因沸點不同，可以在不同溫度時，收集到不同的物質。蒸餾水的制備和石油的分餾，都是利用這個原理。實驗室蒸餾裝置如圖所示。操作注意：

①蒸餾燒瓶內放碎瓷片，外墊石棉網。

②使溫度計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，與熱蒸氣方向相反，以充分進行熱交換。4.分液法

用于把兩種密度不同、又不互相混溶的液體分開。操作應在分液漏斗里進行。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，注意使塞上凹槽對準漏斗口徑上的小孔。

②把分液漏斗置于鐵架臺上，分液漏斗下端應緊靠燒杯內壁靜置，待液體分層。

③打開漏斗下方的旋塞，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

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

(1)萃取劑的選擇

①溶質在萃取劑中的溶解性應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上，靜置，待溶質進入萃取劑、兩種液體分層后即可分液。④蒸發萃取劑可得純凈物。

6.升華法

利用某些物質具有升華的特性，將它與無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，加熱混合物，使碘升華，冷卻；收集凝華后的碘，使碘與雜質分離。

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。滲析時間要充分。此法可精制膠體。操作方法見右圖。

(二)化學方法

原理

用化學方法分離或提純物質時，要同時考慮到各組成成分及雜質的性質和特點，利用它們之間的差別，加以分離。在提純時，應最終把雜質轉變成沉淀、氣體或轉變成被提純的成分。一般要求操作簡便易行，不引入新雜質。除去多種雜質時，應考慮加入試劑的順序。

二、常見離子的檢驗方法(一)常見陽離子的檢驗

(二)常見陰離子的檢驗

三、常見有機物的檢驗

四、物質檢驗實驗的幾種類型與檢驗應注意的事項

總的來說，無論是鑒定、鑒別還是推斷，都要熟悉物質的特征。既要抓共性又要抓特性。但首要的是要熟悉物質的特性，要善于抓住物質的本質差異，利用特效反應去解決問題。在上述基礎上設計好實驗方案。方案應步驟完整，嚴密，清晰，方法簡潔，現象明顯，結論準確。

敘述應扼要簡明，要善于應用化學術語和化學文字以及圖示法等。

書寫應格式規范，字跡工整。實驗報告或試卷的卷面一定要整齊潔凈。

解答鑒定、鑒別、推斷等物質檢驗問題時，具體要注意的事項有如下幾點：

(1)首先要仔細、慎重地審題，弄清題意。然后，設計方案，并善于選用最佳方案。不論是鑒定、鑒別都要求寫出實驗步驟、現象和結論。必要時還應寫出相應的化學反應方程式和離子方程式加以說明。

(2)鑒定、鑒別物質時一定要分別取少量待檢物質進行檢驗(切不可在原試劑瓶中就加試劑進行檢驗，這樣不僅使下步檢驗無法進行，既使檢出也會使被檢物因污染而報廢，不符合科研和生產的實際要求)。

被檢溶液一般取1~2毫升即可。

若被檢物為固體一般應取少量，用蒸餾水配成溶液。

若被檢物為難溶物質時，一般也要通過間接方法轉變成可溶物質后再進行檢驗。

若被檢物是氣體時，一般應設法用導管導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行檢驗。

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

(4)鑒別物質時，兩種物質檢出其中一種，三種物質檢出其中任意兩種就達到了鑒別的目的。依此類推，鑒別n種物質，只要檢出其中n－1種物質，就能達到鑒別的目的。(鑒別題不必把幾種要鑒別的物質逐一進行鑒定)(5)對于給定的多種物質的鑒別通常有兩種方法。一種是根據物質的不同特性(相異性)逐個加以區別。另一種方法是把待檢物分成若干組(根據物質特性的類同點，在各被檢物質中分別加入某種試劑，根據加入試劑后發生現象的類同分組)。然后就每組物質再進行區別。例如：

(6)若同時檢驗多種物質時，最好將原來物質和所配溶液對應編號：1、2、3、……，以免操作過程中弄亂，得出錯誤的結論。

(7)一種溶液需要進行兩個或兩個以上實驗時，應兩次或多次分別取樣。

(8)不能把待鑒定或鑒別的物質作為已知物質來敘述它有什么特性，而應根據給定的條件或檢驗過程發生的現象作出推斷。(如：鑒別NH4Cl和(NH4)2SO4時不能說取少量NH4Cl加……)(9)推斷待檢物中存在、或不存在某些物質時，既要做出明確的肯定，也要做出明確的否定。

(10)鑒別物質時，要善于利用物質的外部特征，通過觀察先進行總的區分或初步推斷。當題目不強調必須用化學方法檢驗時，并不排除用物理方法檢驗物質。如觀察顏色、聞氣味、測定某些物理常數(熔點、密度、硬度等)。

四、定性分析的任務與思考問題的方法 1.定性分析的任務 無機定性分析的任務是檢出物質由哪些元素或原子團組成，或鑒定某一物質是屬于哪種單質、化合物或礦物。當我們采用化學分析的方法對物質進行定性分析的時候，一般是首先將要進行分析的樣品制成溶液，然后借加入試劑后在溶液中所發生的化學反應，作出有無某種元素或原子團的判斷(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行離子的鑒定，即檢出有無某種陰離子、陽離子。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。在實際工作中所遇到的要進行分析的物質，很少是一種純凈的單質或化合物，往往是組成比較復雜的物質。因此，在定性分析中，在對某一成分進行檢出時，常常會遇到其他共存組分的干擾。于是，在分析工作中又時常要進行分離處理，或將產生干擾的成分轉化為不發生干擾作用的存在形式來掩蔽。因此，在定性分析中所討論的問題有兩個：一是有關離子鑒定反應的問題；二是有關離子的分離的問題。但前者是定性分析的中心問題，后者是派生的。討論分離總是為了完成鑒定的目的。

2.定性分析中一些問題的思考方法 3.定性分析中一些思考問題的方法

(1)化學反應只有在一定條件下才能發生，并達到與反應條件相一致的完全程度。(2)控制反應條件是應用化學變化規律的重要手段。必須根據定性分析的要求，選用適當的化學反應，并嚴格控制反應條件，才能獲得可靠的結果。

(3)有比較才有鑒別，評價方法的好壞沒有絕對的標準，只能根據分析的目的和要求，在條件可能的范圍內，挑選最簡便而可靠的方法。當對分析結果產生懷疑時，應采用各種適當的對比方法進行確證和檢查。

(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的離子作為判斷標準。

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，能否與沉淀劑作用生成沉淀作為判斷標準。

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作為判斷標準。

五、趣味實驗

豆腐中某些營養成分的檢驗

豆腐中的鈣質與草酸鈉溶液反應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蛋白質分子中一般含有帶苯環的氨基酸，濃硝酸和苯環發生硝化反應生成黃色的硝基化合物，因此當蛋白質遇濃硝酸時，微熱就呈黃色沉淀析出，冷卻后再加入過量的氨水，沉淀又變為橙黃色，從而可檢驗蛋白質的存在。

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。過濾，得無色濾液和白色濾渣。

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

(3)取少許白色豆腐濾渣于試管內。滴加少量濃硝酸后加熱，可見濾渣變為黃色，冷卻后再加入過量氨水，黃色沉淀轉變為橙黃色。這就是蛋白質的黃色反應。

說明：

(1)在制備豆腐濾液時，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，形成膠體，故過濾較慢。但蛋白質一般不易透過濾紙，所以濾液不會有黃色反應。

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

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一、金屬的物理性質 1.金屬光澤

由于金屬原子以最緊密堆積狀態排列，內部存在自由電子，所以當光線投射到它的表面上時，自由電子吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數金屬呈現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色，這是因為它們較易吸收某一頻率的光之故。金屬光澤只有在整塊時才能表現出來，在粉末狀時，一般金屬都呈暗灰色或黑色。這是因為在粉末狀時，晶格排列得不規則，把可見光吸收后輻射不出去，所以為黑色。

2.金屬的導電、導熱性

大多數金屬具有良好的導電性和導熱性。善于導電的金屬也善于導熱，按照導電和導熱能力由大到小的順序，將常見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

金屬的延展性導致金屬具有良好的變形性，但也有少數金屬，如銻、鉍、錳等，性質較脆，沒有延展性。

4.金屬的密度

鋰、鈉、鉀比水輕，大多數其他金屬密度較大。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。有的堅硬如鉻、鎢等；有的卻可用小刀切割，如鈉、鉀等。

6.金屬的熔點

金屬的熔點一般較高，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、一發吊千鈞的金屬晶須

一種胡須那樣細的金屬晶須，竟能吊起千鈞的重量！

在提高金屬材料強度的試驗過程中，科學家們驚奇地發現，一種胡須狀的鐵晶須（直徑為1.6微米，只有頭發絲粗細的1/50～1/40），它的抗拉強度竟能達到13400兆帕，是工業純鐵的70多倍，比超高強度鋼高出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”。

經現代的X射線衍射技術顯示，晶須內部的原子完全按照同樣的方向和部位排列。這是一種沒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，組成了一道堅不可摧的防線，故只有當外力增加到使一部分原子相對于另一部分原子作整體移動時，才能產生塑性變形或斷裂。而在一般金屬中，雖說總體上原子是有規則排列的，但局部地方，一些原子的排列并不規則，因而，晶體構造中產生了缺陷。晶體的缺陷有點缺陷、線缺陷和面缺陷三大類。點缺陷是指在晶體空間中，長、寬、高三個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生了有規律的錯排現象（稱為位錯）。面缺陷主要指在晶粒和晶粒之間的交界面（稱為晶界）上，原子呈不規則排列。因此，對一般金屬而言，只要使少數原子發生短距離的移動，就可以像“千里之堤，潰于蟻穴”那樣導致塑性變形或斷裂，因而表現出較低的強度。

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

需要說明的是，金屬和非金屬單質，以及氧化物、碳化物、氮化物等化合物都能用來制造晶須。目前人們已利用幾十種單質材料（如鐵、銅、鎳等金屬和石墨）以及數十種化合物（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強度的可能性。目前，金屬材料的強度潛力遠遠沒有充分發揮。如果我們能有效地減少金屬的晶體缺陷，制造出可供直接應用的理想晶體，那么，世界將會變得怎么樣呢？

（答案開放：如若能制造出可供直接應用的理想晶體，那就無異于增加了數十倍、數百倍的金屬材料產量，甚至從根本上改變人類的生活環境和條件。到那時，地球上將會出現許多輕巧的薄殼建筑結構，機器不再是那樣笨重和龐大，摩托車和轎車可以折疊起來隨身攜帶，航天飛機和宇宙飛船將神速地來往于星際之間，人類的活動場所向著無限寬闊的宇宙空間延伸??）