物质的分类

第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
本 章 说 明
一、目标
1.感受分类方法对于化学科学研究和化学学习的重要作用。
2.知道胶体是一种常见的分散系，了解丁达尔效应。
3.了解电解质的概念，知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离。
4.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
5.了解氧化还原反应的本质是电子转移。
6.能正确认识氧化还原反应的价值。
二、内容分析
1.地位和功能
如果说第一章是从化学科学研究手段──化学实验方面展开化学科学的话，那么，本章则是从化学学科内容方面展开化学科学。作为从学科内容方面使学生认识化学科学的起始章，是连接义务教育阶段《化学》《科学》与高中化学的纽带和桥梁，对于发展学生的科学素养，引导学生有效地进行高中阶段的化学学习，具有非常重要的承前启后的作用。“承前”意味着要复习义务教育阶段化学的重要内容，“启后”意味着要在复习的基础上进一步提高和发展，从而为化学必修课程的学习，乃至整个高中阶段的化学学习奠定重要的基础。因此，本章在全书中占有特殊的地位，具有重要的功能，是整个高中化学的重点之一。
2.内容结构

化学物质及其变化是化学科学的重要研究对象。对于多达千万种的化学物质和为数更多的化学反应，人们要想认识它们的规律性，就必须运用分类的方法，分门别类地进行研究。这既反映了化学科学的发展规律，也符合学生的认知规律。因此，对化学物质及其变化的分类是本章的一条基本线索。考虑到学生在进入高中化学学习时，一般都需要复习初中的知识，如化学基本概念和原理、物质间的化学反应等。因此，把化学反应与物质分类编排在高中化学的第二章，使学生对物质的分类、离子反应、氧化还原反应等知识的学习，既源于初中又高于初中，既有利于初、高中知识的衔接，又有利于学生运用科学过程和科学方法进行化学学习，立意更高些。
从化学物质的分类来看，纯净物的分类在初中已初步介绍过，这里主要是通过复习使学生进一步系统化。溶液和浊液这两种混合物虽然初中也涉及过，但是，还没有从分散系的角度对混合物进行分类。因此，分散系和液态分散系的分类、胶体及其主要性质是高中化学的新知识。胶体的性质表现在很多方面，这里只是从胶体与溶液区分的角度，涉及到胶体的丁达尔效应。
从化学反应的分类来看，本章涉及到化学反应分类的3个标准：（1）反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少，按此标准划分，可将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，这4种反应学生在初中已经学习过，这里主要是通过复习使学生进一步系统化；（2）反应中是否有离子参加；（3）反应中是否有电子转移。后两种分类初中没有涉及过，因而是高中化学的新知识。离子反应和氧化还原反应在高中化学学习中将大量涉及，因此，这两种反应是重要的基础知识，是本章的重点内容。
三、课时建议
第一节 物质的分类 2 课时
第二节 离子反应 2 课时
第三节 氧化还原反应 2 课时
复习 1 课时
第一节 物质的分类
一、教学设计
根据课程标准“能根据物质的组成和性质对物质进行分类”的要求，本节从分类的角度出发，安排了“简单分类法及其应用”和“分散系及其分类”这两部分内容。
分类是把某些特征相似的物体归类到一起的方法，它是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学方法。运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化，还可以通过分门别类的研究，发现物质及其变化的规律。教科书通过“图书馆中陈列的图书”的图片，使学生直接感受分类的标准和分类的好处。通过“思考与交流”栏目中三个问题的讨论，引导学生尝试用不同的方法对化学物质及其变化进行分类，使学生感悟到分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。为了使学生能够运用分类法进行学习，教科书又列举了“交叉分类”和“树状分类”这两种常用的、具体的分类方法，并安排了“实践活动”来加深学生对这两种分类方法的了解，让学生进一步体验到“掌握方法比死记硬背更有效”。
胶体是物质的一种存在形式，是一种混合物体系。因此，胶体知识与学生以前所学的知识有所不同，它研究的不是某种物质所特有的性质，而是物质的聚集状态所表现出来的性质。这对学生而言是一个较为陌生的领域，是学生通过分类思想来研究物质、观察物质新的切入点。教科书根据这一特点，结合分类方法介绍了按照分散质和分散剂所处的状态得出9种分散系，然后从分散质粒子的大小引出了胶体的概念，再通过实验对胶体与溶液、浊液的探究，得出胶体的重要性质──丁达尔效应。目的是使学生在了解胶体的这一重要性质的基础上，认识到物质的性质不仅与物质的结构有关，还与物质的存在状态有关，从而拓宽学生的视野。值得注意的是，教科书最后有意识地点明了胶体化学原理和方法与纳米科技发展的关系，让学生理解化学的基本原理和高科技的发展是息息相关的。
对于胶体这部分内容，教科书只介绍了丁达尔效应，至于渗析、布朗运动和电泳现象并未涉及，胶体的介稳性也只是在“科学视野”栏目中点到为止，并不要求作具体的展开。所以，在进行教学时，要注意把握好知识的深度和广度，在了解胶体概念与丁达尔效应的基础上，重点突出分类的方法。
本节教学重点：了解常见化学物质及其变化的分类方法。
本节教学难点：胶体。
教学建议如下：
1.关于简单分类法及其应用的教学
教科书第一次引入“简单分类法及其应用”，其目的是使学生认识科学方法对于化学科学研究和化学学习的重要性，但在教学中可能会遇到一定的困难。因此，建议在“思考与交流”活动中，引导学生对具体的化学物质和化学反应从不同角度进行分类。例如：
案例1 按照物质的组成和性质，对纯净物进行分类，作出树状分类图。然后选择下列合适的物质填在物质类别上。
O2、Cu、H2SO4、Ba(OH)2、KNO3、CO2、空气、含镁60%的MgO
案例2 对下列化学反应进行分类：
（1）硫在氧气里燃烧
（2）红磷在氧气里燃烧
（3）铁丝在氧气里燃烧
（4）铝箔在氧气里燃烧
（5）蜡烛在氧气里燃烧
对上述5个化学反应可以从不同的角度进行分类。
【分类标准1】是不是化合反应：化学反应（1）、（2）、（3）、（4）为一类，都是化合反应；
【分类标准2】反应物的特点：化学反应（1）、（2）为一类，都是非金属与氧气反应，化学反应（3）、（4）为另一类，都是金属与氧气反应；
学完本章全部内容后，还可以对上述反应继续进行分类。
【分类标准3】是不是氧化还原反应：化学反应（1）、（2）、（3）、（4）、（5）为一类，都是氧化还原反应。
在思考与交流过程中，要使学生感悟到进行分类的目的和意义。同时了解到对于化学物质及其变化，依据不同的标准，可以有不同的分类。
2.关于分散系和胶体概念的教学
学习分散系这一部分内容，首先要突出分类的方法，教科书已经列举了按照分散质或分散剂所处的状态，它们之间可以产生9种组合方式，但没有具体的例证。教科书要求通过学生的“思考与交流”活动来完成，这对学生有一定的难度。例如，学生无法理解合金属于固体分散质和固体分散剂组成的分散系，空气属于气态分散质和气态分散剂组成的分散系。因此，教师要充分利用学生已有的知识与生活经验，从分类的角度加以积极引导与完善。
对于丁达尔效应，要把学生在初中学过的悬（乳）浊液、溶液的有关知识及日常生活中接触到的有关事实、现象等联系起来。通过教科书中的“科学探究”活动，把胶体与溶液作对比，使学生在观察、比较的过程中认识胶体本身的特殊性。为避免学生从氢氧化铁胶体（红色）和硫酸铜溶液（蓝色）颜色不同去思考丁达尔效应，可以补充食盐溶液和淀粉溶胶的对比实验。观察丁达尔效应时，可以同时把溶液和胶体都放在入射光的“通道”上，比较哪一种液体有丁达尔效应。通过比较，引导学生抓住粒子直径大小这个关键，正确认识溶液、浊液、胶体的本质特征。
关于胶体的聚沉，教科书以“科学视野”的方式呈现，在教学中也可以适当介绍。首先应让学生认识胶体具有介稳性，主要是因为同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会互相排斥，要使胶体聚沉，就要克服排斥力，消除胶粒所带的电荷。然后可让学生展开讨论，提出消除胶粒所带电荷的方案，从中肯定合理的方案。
研究胶体的概念时，教师可以“如果空气中没有气溶胶，我们的环境将会是什么样？”等问题组织讨论，让学生充分发表自己的意见，相互交流，互相争论，最后得出：“光照下无丁达尔效应──空间变得一团漆黑──人类难以生存”的结论。这样的教学方式能充分发挥学生的主体作用，激发学生的创新思维，从而加深对知识的记忆、理解和应用。
二、活动建议
【科学探究】
实验所用的FeCl3溶液要饱和但不能浑浊。烧杯里蒸馏水煮沸后，滴加FeCl3溶液要不断振荡，但不宜用玻璃棒搅拌，也不宜使液体沸腾时间过长，以免生成沉淀。所得胶体应透明、呈红褐色。
做丁达尔效应的实验时，也可预先用木板或硬纸板做一个暗箱，暗箱用带小孔的隔板分为大小两室，小室装一个100 W的灯泡，大室可并排放置两个烧杯，同时大室侧面要留有可看到两烧杯的观察孔。实验时，两烧杯中一个放胶体，另一个放溶液，注意在溶液中不要混有灰尘或胶体。
三、问题交流
【思考与交流1】
1.提示：请参考“本章说明”中的“内容结构”。
2.提示：如图书馆中的图书分类收藏，大型商场中的物品分类，网络中的信息分类，化学中分散系的分类，生物中对各个物种的分类，等等。
意义：能够提高人们工作、学习的效率，使人们更快、更便捷地达到目的等。
3.提示：公孙龙是战国时期平原君的食客。一天，他牵一匹白马出关被阻，公孙龙便以白马非马的命题与之辩论，守关的人辩不过他，公孙龙就牵着马出关去了。（或说，他还是不得出关）公孙龙说，白马为非马者，言白所以名色，言马所以名形也；色非形，形非色也。夫言色则形不当与，言形则色不宜从，今合以为物，非也。如求白马于厩中，无有，而有骊色之马，然不可以应有白马也。不可以应有白马，则所求之马亡矣；亡则白马竟非马。
公孙龙白马非马的论断从颜色和形状两个方面把“马”和“白马”说成是两个概念，从逻辑上讲是偷换概念，但从分类方法上可以说是从颜色和形状分别对物质进行分类而得到的结论。
【思考与交流2】
1.按照分散质或分散剂的聚集状态（气、固、液）来分，有9种类型：
分 散 质分 散 剂实 例
气气空气
液气云、雾
固气烟灰尘
气液泡沫
液液牛奶、酒精的水溶液
固液糖水、油漆
气固泡沫塑料
液固珍珠（包藏着水的碳酸钙）
固固有色玻璃、合金

2.按照分散质粒子的大小来分（分散剂是水或其他液体）：

实例：泥浆水、空气、Ca(OH)2的悬浊液、澄清的石灰水、海水、江河水、牛奶、豆浆等。
四、习题参考
4.完成下列表格
分散系分散质粒子大小主要特征举例
浊液>100 nm不稳定，不均一泥浆水
溶液<1 nm稳定，均一饱和NaCl溶液
胶体1～100 nm较稳定，均一豆浆
5.提示：用丁达尔效应可以区分胶体与溶液。

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