内容正文:
第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
课时02 分散系及其分类
1.从宏观和微观结合的角度认识分散系的分类方法,认识胶体是一种常见的分散系;
2.理解胶体的概念,掌握其重要性质及应用;
3.掌握Fe(OH)3胶体的制备方法。
1.分散系属于胶体的本质是( )
A.外观澄清透明 B.能发生丁达尔现象
C.分散质微粒直径 10-9~10-7m之间 D.能透过滤纸
2.下列分散系能产生丁达尔效应的是( )
A.氢氧化铁胶体 B.CuSO4溶液 C.酒精溶液 D.KCl溶液
3.在物质的分类中,与云、雾属于同一类分散系的是( )
A.泥沙水 B.油水混合物 C.KOH溶液 D.Fe(OH)3胶体
4.下列分散系不能产生丁达尔现象的是( )
A.有色玻璃 B.氢氧化铁胶体 C.氯化钠溶液 D.云、雾
5.下列有关分散系属于胶体的是( )
A.蛋白质溶液 B.碘酒 C.纳米碳粒 D.石灰乳
6.碘酊又称碘酒,常用于皮肤消毒。它是由I2、KI分散于乙醇后形成的分散系。碘酊中分散剂为( )
A.I2 B.KI C.水 D.乙醇
7.下列关于Fe(OH)3胶体的说法中,正确的是( )
A.将FeCl3溶液滴入蒸馏水中即可得Fe(OH)3胶体 B.具有丁达尔效应
C.是一种纯净物 D.其分散质粒子直径小于1nm
8.氯化铁溶液和氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )
A.属于溶液 B.能通过半透膜 C.能通过滤纸 D.呈红褐色
9.纳米材料是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的“材料粒子”,若将“材料粒子”分散到水中,对所得混合物叙述正确的是( )
A.能透过滤纸 B.不能产生丁达尔效应 C.一定是胶状的 D.可以看见“材料粒子”
10.下列关于胶体的认识正确的是( )
A.纳米材料粒子直径一般从几纳米到几十纳米(1 nm=10-9 m),因此纳米材料属于胶体
B.丁达尔效应可用于区别溶液和胶体,云、雾均能产生丁达尔效应
C.将一束强光通过淀粉溶液,不能产生丁达尔效应
D.空气中PM2.5(2.5微米以下的颗粒物)的存在能够形成丁达尔效应
11.胶体在自然界普遍存在,下列事实与胶体无关是( )
A.将某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成有色玻璃
B.光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,会看到一道道光柱
C.将纳米二氧化硅颗粒(直径1~100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系
D.植物油与水混合,充分振荡后可形成油水混合物
12.下列关于分散系的说法不正确的是( )
A.分散系的稳定性:溶液>胶体>浊液
B.分散质粒子的大小:溶液>胶体>浊液
C.分散质粒子的直径为几纳米或几十纳米的分散系是胶体
D.可以用过滤的方法将悬浊液中的分散质从分散剂中分离出来
13.胶体和其他分散系的本质区别是( )
A.分散质粒子的大小 B.是不是一种稳定的体系
C.会不会产生丁达尔效应 D.粒子有没有带电荷
14.关于氢氧化铁胶体,下列说法正确的是( )
A.Fe(OH)3胶体有丁达尔效应,是由于胶体粒子对光的衍射
B.制备 Fe(OH)3胶体时需要加热至煮沸,且加热时间越长越好
C.Fe(OH)3胶体是固溶胶,其分散质粒子直径为 1-100nm
D.Fe(OH)3胶体具有净水功能
15.唐诗中往往蕴含丰富的化学知识。下列诗句中所描述的物质,不属于胶体的是( )
A.“墨滴无声入水惊”中的“墨滴” B.“黑云压城城欲摧”中的“云”
C.“劝君更尽一杯酒”中的“酒” D.“煮豆持作羹,漉菽以为汁”中的“汁”
16.下列实验装置或操作与微粒的大小无直接关系的是( )
A
B
C
D
17.按溶液、浊液、胶体的顺序排列正确的是( )
A.苏打水、牛奶、豆浆 B.碘酒、泥水、血液
C.白糖水、食盐水、茶水 D.Ca(OH)2悬浊液、澄清石灰水、石灰浆
18.2023年的诺贝尔化学奖授予了在“量子点”发现和合成方面做出贡献的三位科学家。所谓的“量子点”,属于半导体范畴,直径通常为。已知物质在纳米级时因微粒大小不同而具有不同的颜色、性质,故在医疗、科技等多个领域有重大意义。下列说法正确的是( )
A.葡萄糖溶液的分散质直径在
B.根据分散质粒子直径大小,可以用滤纸分离溶液和胶体
C.利用丁达尔效应可以鉴别Fe(OH)3胶体和氯化钠溶液
D.科学家研究过程中制得了直径为的硫化镉,这种硫化镉是胶体
19.下列实验装置或操作与微粒的大小无直接关系的是( )
A
B
C
D
20.将蛋白质溶液放在半透膜上静置,溶液的成分通过半透膜的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.能用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和蛋白质溶液水分子
B.该半透膜的孔径大小可能为
C.该半透膜可用来分离溶液和淀粉溶液
D.溶液和淀粉溶液的本质区别是能否产生丁达尔效应
21.含有0.01 mol FeCl3的FeCl3饱和溶液因久置变得浑浊,将所得分散系从如图所示装置的A区流向B区,其中C区是不断更换中的蒸馏水。下列说法不正确的是( )
A.实验室制备Fe(OH)3胶体的反应为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
B.滤纸上残留的红褐色物质为Fe(OH)3固体颗粒
C.B区的深红褐色分散系为Fe(OH)3胶体
D.实验室制备Fe(OH)3胶体时,为了加快速率,可以用玻璃棒搅拌
22.利用饱和FeCl3溶液与H2O反应制得的胶体的胶团结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.Fe(OH)3胶粒带正电荷
B.FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体与Fe(OH)3沉淀的本质区别是有没有丁达尔效应
C.向氢氧化钠溶液中滴加氯化铁饱和溶液可制备Fe(OH)3胶体
D.通过过滤操作可获得较为纯净的Fe(OH)3胶体
23.纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.FeCl2·nH2O固体加热脱水的过程属于物理变化
B.获得的纳米级Fe粉属于胶体
C.FeCl2·4H2O固体按分类属于混合物
D.高温制备纳米级Fe的过程中通N2可以防止爆炸,也可作保护气
24.实验小组探究Fe(OH)3胶体的制备方法及其性质。
(1)制备Fe(OH)3胶体
实验
实验操作
丁达尔效应
1
向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%)
迅速出现
2
向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%FeCl3溶液,然后滴入1滴10%NaOH溶液,边滴边搅拌
迅速出现
3
加热40 mL饱和FeCl3溶液
一段时间后出现
①实验1,生成Fe(OH)3胶体和___________(填化学式)。
②实验2与实验1对比,优点是_________________________________________(写出1条即可)。
③综合上述实验:制备Fe(OH)3胶体提供OH-的物质可以是H2O或___________,控制反应条件即可制得。
(2)Fe(OH)3胶体的性质
资料:
Ⅰ.pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解。
Ⅱ.固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
Ⅲ.Fe3+检验:若待测液中加入KSCN溶液,溶液变红色,则说明待测液中含有Fe3+。
实验4 取5 mL实验3得到的液体于蒸发皿中,继续加热,待蒸发皿中液体变为粘稠状,罩上漏斗,可观察到漏斗内出现棕褐色的烟,且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热,蒸发皿中最终得到红棕色固体Fe2O3。
①根据资料,推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有___________(填化学式)。
②检验蒸发皿中红棕色固体中阳离子的方案:取少量红棕色固体溶于稀盐酸中,_____________。
研究表明:Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸,砷酸浓度较低时以吸附为主,砷酸浓度较高时以反应为主。
③不同pH时,测得溶液中Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3~9时,Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率高,pH较高时,吸附效率降低的原因是_____________________。
④去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀,化学方程式是____________________________________________。
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第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
课时02 分散系及其分类
1.从宏观和微观结合的角度认识分散系的分类方法,认识胶体是一种常见的分散系;
2.理解胶体的概念,掌握其重要性质及应用;
3.掌握Fe(OH)3胶体的制备方法。
1.分散系属于胶体的本质是( )
A.外观澄清透明 B.能发生丁达尔现象
C.分散质微粒直径 10-9~10-7m之间 D.能透过滤纸
【答案】C
【解析】胶体区别于其他分散系最本质的特征是分散质粒子直径介于10-9--10-7m之间,故C正确;故选C。
2.下列分散系能产生丁达尔效应的是( )
A.氢氧化铁胶体 B.CuSO4溶液 C.酒精溶液 D.KCl溶液
【答案】A
【解析】氢氧化铁胶体属于胶体能产生丁达尔效应;CuSO4溶液、酒精溶液、KCl溶液均属于溶液不能产生丁达尔效应,综上所述A符合题意,故A正确;故选A。
3.在物质的分类中,与云、雾属于同一类分散系的是( )
A.泥沙水 B.油水混合物 C.KOH溶液 D.Fe(OH)3胶体
【答案】D
【解析】云、雾属于胶体。A项,泥沙水属于悬浊液,不属于胶体,A不符合题意;B项,油水混合物属于乳浊液,不属于胶体,B不符合题意;C项,KOH溶液属于溶液,不属于胶体,C不符合题意;D项,氢氧化铁胶体属于胶体,D符合题意;故选D。
4.下列分散系不能产生丁达尔现象的是( )
A.有色玻璃 B.氢氧化铁胶体 C.氯化钠溶液 D.云、雾
【答案】C
【解析】A项,有色玻璃为固溶胶,属于胶体,可以发生丁达尔现象,A项错误;B项,氢氧化铁胶体,属于胶体,可以发生丁达尔现象,B项错误;C项,氯化钠溶液不属于胶体,不可以发生丁达尔现象,C项正确;D项,云、雾为气溶胶,属于胶体,可以发生丁达尔现象,D项错误;故选C。
5.下列有关分散系属于胶体的是( )
A.蛋白质溶液 B.碘酒 C.纳米碳粒 D.石灰乳
【答案】A
【解析】蛋白质分子较大,其大小达到了胶体粒子的大小,其溶液属于胶体;碘酒属于溶液;纳米碳粒只是纳米级大小的粒子,不属于分散系,即不是胶体;石灰乳是悬浊液。
6.碘酊又称碘酒,常用于皮肤消毒。它是由I2、KI分散于乙醇后形成的分散系。碘酊中分散剂为( )
A.I2 B.KI C.水 D.乙醇
【答案】D
【解析】一种或几种物质分散到另一种物质中,形成均一的,稳定的混合物,叫做溶液;溶质可以是固体、液体或气体,一种溶液中的溶质可以是一种或多种物质,水是最常用的溶剂,汽油、酒精等也可以作为溶剂,如汽油能够溶解油脂,酒精能够溶解碘等,碘酒是将碘放到酒精中,溶质是碘,溶剂是酒精,即分散剂为酒精;故选D。
7.下列关于Fe(OH)3胶体的说法中,正确的是( )
A.将FeCl3溶液滴入蒸馏水中即可得Fe(OH)3胶体 B.具有丁达尔效应
C.是一种纯净物 D.其分散质粒子直径小于1nm
【答案】B
【解析】A项,向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,即可得到Fe(OH)3胶体,A错误;B项,丁达尔效应是胶体的性质之一,Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应,B正确;C项,胶体属于混合物,C错误;D项,胶体分散质粒子直径在1~100nm之间,D错误;故选B。
8.氯化铁溶液和氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )
A.属于溶液 B.能通过半透膜 C.能通过滤纸 D.呈红褐色
【答案】C
【解析】A项,两种分散系分别是溶液和胶体,故A错误;B项,半透膜只能通过小于1nm的颗粒,胶体的分散质离子直径在1−100nm之间,不能透过半透膜,故B错误;C项,胶体粒子直径比溶液大,但是胶体、溶液都能透过滤纸,故C正确;D项,氯化铁溶液为棕黄色,氢氧化铁胶体为红棕色,故D错误;故选C。
9.纳米材料是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的“材料粒子”,若将“材料粒子”分散到水中,对所得混合物叙述正确的是( )
A.能透过滤纸 B.不能产生丁达尔效应 C.一定是胶状的 D.可以看见“材料粒子”
【答案】A
【解析】将直径从几纳米至几十纳米的“材料粒子”分散到水中,形成的分散系属于胶体,胶体粒子能透过滤纸,A项正确;胶体能产生丁达尔效应,B项错误;胶体不一定是胶状的,C项错误;胶体粒子直径较小,肉眼看不见,D项错误。
10.下列关于胶体的认识正确的是( )
A.纳米材料粒子直径一般从几纳米到几十纳米(1 nm=10-9 m),因此纳米材料属于胶体
B.丁达尔效应可用于区别溶液和胶体,云、雾均能产生丁达尔效应
C.将一束强光通过淀粉溶液,不能产生丁达尔效应
D.空气中PM2.5(2.5微米以下的颗粒物)的存在能够形成丁达尔效应
【答案】B
【解析】胶体一般由分散质和分散剂等组成,而纳米材料却只是由一种物质的分子组成的纯净物,A不正确;胶体具有丁达尔效应,可用于鉴别溶液和胶体,B项正确;淀粉溶液为胶体,可产生丁达尔现象,C项错误;1微米是1000纳米,故PM2.5分散到空气中不能产生丁达尔效应,D项错误。
11.胶体在自然界普遍存在,下列事实与胶体无关是( )
A.将某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成有色玻璃
B.光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,会看到一道道光柱
C.将纳米二氧化硅颗粒(直径1~100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系
D.植物油与水混合,充分振荡后可形成油水混合物
【答案】D
【解析】A项,有色玻璃是固溶胶,不符合题意;B项,光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,会看到一道道光柱是丁达尔效应,不符合题意;C项,纳米二氧化硅颗粒(直径1∼100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系属于胶体,不符合题意;D项,植物油与水混合,充分振荡后可形成油水混合物属于乳浊液,符合题意。
12.下列关于分散系的说法不正确的是( )
A.分散系的稳定性:溶液>胶体>浊液
B.分散质粒子的大小:溶液>胶体>浊液
C.分散质粒子的直径为几纳米或几十纳米的分散系是胶体
D.可以用过滤的方法将悬浊液中的分散质从分散剂中分离出来
【答案】B
【解析】溶液均一稳定,胶体属于介稳体系,浊液不能稳定存在,所以分散系的稳定性:溶液>胶体>浊液,A项正确。分散系中分散质粒子的大小顺序为浊液>胶体>溶液,故B项错误。分散质粒子的直径在1~100 nm之间的分散系为胶体,C项正确。悬浊液中的分散质粒子直径小于滤纸孔隙,故可以用过滤的方法将悬浊液中的分散质从分散剂中分离出来。
13.胶体和其他分散系的本质区别是( )
A.分散质粒子的大小 B.是不是一种稳定的体系
C.会不会产生丁达尔效应 D.粒子有没有带电荷
【答案】C
【解析】悬浊液、乳浊液、溶液和胶体均属于分散系,是混合物,C正确;悬浊液、乳浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下来,形成沉淀或分层,A错误;悬浊液、乳浊液均是不透明的液体,溶液和胶体是透明的液体,B错误;只有胶体才有丁达尔效应,D错误。
14.关于氢氧化铁胶体,下列说法正确的是( )
A.Fe(OH)3胶体有丁达尔效应,是由于胶体粒子对光的衍射
B.制备 Fe(OH)3胶体时需要加热至煮沸,且加热时间越长越好
C.Fe(OH)3胶体是固溶胶,其分散质粒子直径为 1-100nm
D.Fe(OH)3胶体具有净水功能
【答案】D
【解析】A项,Fe(OH)3胶体有丁达尔效应,是由于胶体粒子对光的散射形成的,A错误;B项,制备Fe(OH)3胶体时需要加热至溶液呈透明的红褐色,不能加热至煮沸,会聚沉,B错误;C项,Fe(OH)3胶体是液溶胶,其分散质粒子直径为1-100mm,C错误;D项,氢氧化铁胶粒带正电荷,能够吸附溶液中带负电荷的胶粒,形成沉淀,则胶体的净水原理是其胶粒具有吸附性,能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降,具有净水功能,D正确;故选D。
15.唐诗中往往蕴含丰富的化学知识。下列诗句中所描述的物质,不属于胶体的是( )
A.“墨滴无声入水惊”中的“墨滴” B.“黑云压城城欲摧”中的“云”
C.“劝君更尽一杯酒”中的“酒” D.“煮豆持作羹,漉菽以为汁”中的“汁”
【答案】C
【解析】A项,“墨滴无声入水惊”中的“墨滴”是碳分散于水中形成的胶体,具有胶体的性质,A不符合题意;B项,“黑云压城城欲摧”中的“云”是胶体,属于分散系,B不符合题意;C项,“劝君更尽一杯酒”中的“酒”是乙醇和水的混合物,属于溶液,C符合题意;D项,汁液为豆浆,属于混合物中的胶体,D不符合题意;故选C。
16.下列实验装置或操作与微粒的大小无直接关系的是( )
A
B
C
D
【答案】C
【解析】A项,悬浊液的分散质微粒不能通过滤纸,过滤利用了分散质微粒大小的不同进行分离,A不符合题意;B项,胶体的分散质微粒不能透过半透膜,溶液中的离子、分子能透过半透膜,渗析利用了分散质微粒大小的不同进行分离,B不符合题意;C项,蒸发一般是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去,剩下溶质固体,与微粒的大小无关,C符合题意;D项,胶体微粒能散射光线,产生丁达尔效应,与分散质微粒的大小有关,D不符合题意;故选C。
17.按溶液、浊液、胶体的顺序排列正确的是( )
A.苏打水、牛奶、豆浆 B.碘酒、泥水、血液
C.白糖水、食盐水、茶水 D.Ca(OH)2悬浊液、澄清石灰水、石灰浆
【答案】B
【解析】苏打水是碳酸氢钠的水溶液,牛奶、豆浆都是胶体,故A错误;碘酒是碘的酒精溶液,泥水是浊液,血液为胶体,故B正确;白糖水是蔗糖水溶液,食盐水是氯化钠的水溶液,茶水是溶液,故C错误;Ca(OH)2悬浊液为浊液,澄清石灰水为溶液,石灰浆为浊液,故D错误。
18.2023年的诺贝尔化学奖授予了在“量子点”发现和合成方面做出贡献的三位科学家。所谓的“量子点”,属于半导体范畴,直径通常为。已知物质在纳米级时因微粒大小不同而具有不同的颜色、性质,故在医疗、科技等多个领域有重大意义。下列说法正确的是( )
A.葡萄糖溶液的分散质直径在
B.根据分散质粒子直径大小,可以用滤纸分离溶液和胶体
C.利用丁达尔效应可以鉴别Fe(OH)3胶体和氯化钠溶液
D.科学家研究过程中制得了直径为的硫化镉,这种硫化镉是胶体
【答案】C
【解析】A项,葡萄糖溶液的分散质直径在,A错误;B项,根据分散质粒子直径大小,可以用半透膜分离溶液和胶体,B错误;C项,Fe(OH)3胶体能产生丁达尔效应,氯化钠溶液不能产生丁达尔效应,故可利用丁达尔效应来鉴别,C正确;D项,胶体是分散系,直径为的硫化镉为纯净物,D错误;故选C。
19.下列实验装置或操作与微粒的大小无直接关系的是( )
A
B
C
D
【答案】C
【解析】A项,悬浊液的分散质微粒不能通过滤纸,过滤利用了分散质微粒大小的不同进行分离,A不符合题意;B项,胶体的分散质微粒不能透过半透膜,溶液中的离子、分子能透过半透膜,渗析利用了分散质微粒大小的不同进行分离,B不符合题意;C项,蒸发一般是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去,剩下溶质固体,与微粒的大小无关,C符合题意;D项,胶体微粒能散射光线,产生丁达尔效应,与分散质微粒的大小有关,D不符合题意;故选C。
20.将蛋白质溶液放在半透膜上静置,溶液的成分通过半透膜的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.能用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和蛋白质溶液水分子
B.该半透膜的孔径大小可能为
C.该半透膜可用来分离溶液和淀粉溶液
D.溶液和淀粉溶液的本质区别是能否产生丁达尔效应
【答案】C
【解析】A项,蛋白质溶液是胶体,因此Fe(OH)3 胶体和蛋白质溶液都具有丁达尔效应,不能用丁达尔效应鉴别 Fe(OH)3 胶体和蛋白质溶液,故A错误;B项,胶体微粒的直径在1 nm~100 nm之间,蛋白质分子不能透过半透膜,因此该半透膜的孔径大小不可能为 200 nm,故B错误;C项,淀粉溶液属于胶体,胶体微粒不能透过半透膜,而溶液中的微粒可以透过半透膜,因此该半透膜可用来分离 NaCl 溶液和淀粉溶液,故C正确;D项,NaCl溶液和淀粉溶液的本质区别是分散质粒子的直径不同,故D错误;故选C。
21.含有0.01 mol FeCl3的FeCl3饱和溶液因久置变得浑浊,将所得分散系从如图所示装置的A区流向B区,其中C区是不断更换中的蒸馏水。下列说法不正确的是( )
A.实验室制备Fe(OH)3胶体的反应为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
B.滤纸上残留的红褐色物质为Fe(OH)3固体颗粒
C.B区的深红褐色分散系为Fe(OH)3胶体
D.实验室制备Fe(OH)3胶体时,为了加快速率,可以用玻璃棒搅拌
【答案】D
【解析】A项,向沸水中滴入几滴饱和氯化铁溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即可制得氢氧化铁胶体,化学方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,A正确;B项,浊液中分散质微粒不能通过滤纸,因此滤纸上残留的红褐色物质为Fe(OH)3固体颗粒,B正确;C项,溶液和胶体能通过滤纸,胶体不能通过半透膜,在B区的深红褐色分散系为Fe(OH)3胶体,C正确;D项,用玻璃棒搅拌易使Fe(OH)3胶体发生聚沉,最终得不到胶体,D错误;故选D。
22.利用饱和FeCl3溶液与H2O反应制得的胶体的胶团结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.Fe(OH)3胶粒带正电荷
B.FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体与Fe(OH)3沉淀的本质区别是有没有丁达尔效应
C.向氢氧化钠溶液中滴加氯化铁饱和溶液可制备Fe(OH)3胶体
D.通过过滤操作可获得较为纯净的Fe(OH)3胶体
【答案】A
【解析】A项,结合胶团结构可知,Fe(OH)3胶体不带电,但氢氧化铁胶粒因能吸附带正电荷的离子而带正电荷,A正确;B项,FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体与Fe(OH)3沉淀的本质区别是分散质粒子直径大小不同,B错误;C项,向氢氧化钠溶液中滴加氯化铁饱和溶液,二者发生复分解反应,生成氢氧化铁沉淀,C错误;D项,胶体粒子直径大小在 1nm~100nm间,可透过滤纸,过滤不能获得较为纯净的Fe(OH)3胶体,D错误;故选A。
23.纳米材料一直是人们研究的重要课题。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.FeCl2·nH2O固体加热脱水的过程属于物理变化
B.获得的纳米级Fe粉属于胶体
C.FeCl2·4H2O固体按分类属于混合物
D.高温制备纳米级Fe的过程中通N2可以防止爆炸,也可作保护气
【答案】D
【解析】A项,FeCl2·nH2O固体加热脱水的过程属于化学变化,A项错误;B项,纳米级Fe粉属于纯净物,胶体是混合物,故纳米级Fe粉不属于胶体,B项错误;C项,FeCl2·4H2O固体属于纯净物,C项错误;D项,高温制备纳米级Fe的反应为FeCl2+H2Fe+2HCl2,为了防止氢气与空气混合在加热时发生爆炸,反应前需向反应器中通入氮气,目的是排尽装置内的空气,防止加热时产生爆炸,同时制得的纳米铁易被空气中的氧气氧化,故需用N2作保护气,并且氮气有利于铁粉分散形成纳米级Fe,D项正确;故选D。
24.实验小组探究Fe(OH)3胶体的制备方法及其性质。
(1)制备Fe(OH)3胶体
实验
实验操作
丁达尔效应
1
向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%)
迅速出现
2
向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%FeCl3溶液,然后滴入1滴10%NaOH溶液,边滴边搅拌
迅速出现
3
加热40 mL饱和FeCl3溶液
一段时间后出现
①实验1,生成Fe(OH)3胶体和___________(填化学式)。
②实验2与实验1对比,优点是_________________________________________(写出1条即可)。
③综合上述实验:制备Fe(OH)3胶体提供OH-的物质可以是H2O或___________,控制反应条件即可制得。
(2)Fe(OH)3胶体的性质
资料:
Ⅰ.pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解。
Ⅱ.固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
Ⅲ.Fe3+检验:若待测液中加入KSCN溶液,溶液变红色,则说明待测液中含有Fe3+。
实验4 取5 mL实验3得到的液体于蒸发皿中,继续加热,待蒸发皿中液体变为粘稠状,罩上漏斗,可观察到漏斗内出现棕褐色的烟,且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热,蒸发皿中最终得到红棕色固体Fe2O3。
①根据资料,推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有___________(填化学式)。
②检验蒸发皿中红棕色固体中阳离子的方案:取少量红棕色固体溶于稀盐酸中,_____________。
研究表明:Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸,砷酸浓度较低时以吸附为主,砷酸浓度较高时以反应为主。
③不同pH时,测得溶液中Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3~9时,Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率高,pH较高时,吸附效率降低的原因是_____________________。
④去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀,化学方程式是____________________________________________。
【答案】(1)①HCl ②不需加热,FeCl3溶液浓度小 ③NaOH (2)①FeCl3 ②滴加KSCN溶液,溶液变红,则固体中含有Fe3+ ③pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解 ④Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4=FeAsO4↓+3H2O
【解析】本实验通过三种不同的方式制备氢氧化铁胶体,从而比较三种不同方式的优劣,之后验证氢氧化铁胶体的性质。
(1)①向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液,FeCl3与H2O反应生成氢氧化铁胶体和HCl;②根据实验1和实验2的对比可知,实验2的优点是不需加热,FeCl3溶液浓度小;③通过实验1和实验2可知,制备Fe(OH)3胶体提供OH-的物质可以是H2O或NaOH;(2)①根据资料可知固体FeCl3易升华,所以推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有FeCl3;②红棕色固体中阳离子是Fe3+,所以验证方法为取少量红棕色固体溶于稀盐酸中,滴加KSCN溶液,溶液变红,则固体中含有Fe3+;③根据图像以及资料可知,pH较高时,吸附效率降低的原因是pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解;④由资料可知,以及原子守恒,Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀和水,化学方程式是Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4=FeAsO4↓+3H2O。
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