内容正文:
第2课时 分散系及其分类
新知探究(一)——分散系
1.分散系
定义
化学上把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物,叫做分散系
组成
分散系中被分散成粒子的物质叫做分散质,另一种物质叫做分散剂
2.分散系的分类及其依据
(1)按照分散质粒子的直径大小分类
(2)常见分散系
溶液
如盐酸、食盐水等
胶体
如淀粉溶液、蛋白质溶液等
浊液
如泥水、油水混合物等
[微点拨] 乳浊液和悬浊液都属于分散系,其中被分散成小液滴或固体小颗粒的物质是分散质,液体是分散剂。
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氯化钠溶液均一、稳定、透明,不是分散系 (×)
(2)“冰水混合物”是一种分散系 (×)
(3)分散系有的是纯净物,有的是混合物 (×)
(4)分散系可以是固态、液态或气态 (√)
(5)油水混合物属于乳浊液 (√)
2.完成下表,写出常见分散系的分散质和分散剂。
分散系
分散质
分散剂
烟
微小尘埃(固)
空气(气)
雾
微小水滴(液)
空气(气)
食盐水
食盐(固)
水(液)
有色玻璃
金属氧化物(固)
玻璃(固)
3.溶液、胶体和浊液三种分散系的本质区别是 ( )
A.是否是大量分子或离子的集合体
B.是否能通过滤纸
C.分散质粒子直径的大小
D.是否均一、透明、稳定
解析:选C 溶液、胶体和浊液三种分散系的本质区别在于分散质粒子直径的大小。
4.某小组进行了如下实验:
①将1 g KCl加入100 g水中
②将1 g可溶性淀粉加入100 g水中,搅拌均匀后煮沸
③将1 g CaCO3粉末加入100 g水中,充分振荡
④将0.1 g植物油加入10 g水中,充分振荡
⑤将96 mL酒精与5 mL水充分混合
(注:淀粉分子的直径为1~100 nm)
其中所得到的分散系,属于溶液的有 (填序号,下同),属于胶体的有 ,属于浊液的有 。
解析:①分散质KCl溶于水后以离子形式存在,粒子直径小于1 nm,属于溶液;②淀粉分子的直径为1~100 nm,溶于水后,形成的是胶体;③CaCO3不溶于水,形成的是悬浊液;④植物油不溶于水,形成的是乳浊液;⑤酒精与水能以任意比例互溶,形成的是溶液。
答案:①⑤ ② ③④
新知探究(二)——胶体
(一)胶体
1.本质特征
分散质粒子的直径为1~100 nm的分散系。
2.胶体的分类
3.Fe(OH)3胶体制备实验
操作
将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,得到Fe(OH)3胶体
反应原理
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
检验
将一束光通过Fe(OH)3胶体,看到一条光亮的“通路”
4.丁达尔效应
定义
光束通过胶体时,形成一条光亮的“通路”,叫做丁达尔效应
形成原因
胶体粒子对光线的散射作用
应用
区分溶液和胶体
(二)溶液、胶体与浊液的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质
粒子种类
分子、
离子
较多分子集合体或大分子
大量分子集合体(固体小颗粒或小液滴)
分散质
粒子直径
d<1 nm
1 nm<d<100 nm
d>100 nm
外部特征
均一、透明、稳定
均一、较稳定
不均一、不透明、不稳定
能否透过
滤纸
能
能
不能
鉴别方法
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置分层或沉淀
应用化学
某同学去电影院观看电影,发现射到屏幕上的光形成了明亮的光柱,该同学立即用学过的化学知识“丁达尔效应”解释了这种现象。
1.分散系是不是都能产生丁达尔效应?
提示:不是,只有胶体能产生丁达尔效应。
2.如何快速简单地区别溶液和胶体?
提示:用一束光照射两种分散系,形成“通路”的为胶体,另一种为溶液。
[题点多维训练]
题点(一) 胶体的概述及鉴别
1.(2025·重庆高一期末)当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是 ( )
A.碳酸钡悬浊液 B.有色玻璃
C.葡萄糖溶液 D.3%过氧化氢溶液
解析:选B 光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通入其他分散系时不能产生丁达尔效应;碳酸钡悬浊液为浊液,葡萄糖溶液、3%过氧化氢溶液为溶液,均不会出现丁达尔效应;有色玻璃中分散质在 1~100 nm之间,为胶体,会出现丁达尔效应。
2.朱自清在《荷塘月色》中写道:“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔了树照过来的,高处丛生的灌木,落下参差的斑驳的黑影……”。月光穿过薄雾形成的种种美景的本质原因是 ( )
A.发生了丁达尔效应
B.空气中的小水滴颗粒的运动
C.雾是一种胶体,胶粒带有电荷
D.空气中的小水滴颗粒直径为1~100 nm
解析:选D 薄雾是一种胶体,胶体的本质特征是胶粒直径为1~100 nm。
3.下列关于Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液性质的叙述正确的是 ( )
A.粒子直径均在1~100 nm之间
B.分散质粒子均可透过滤纸
C.均能够产生丁达尔效应
D.分别取少量Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液,加入少量NaOH溶液,只有MgCl2溶液产生沉淀
解析:选B A错,胶体粒子直径在1~100 nm之间,溶液中分散质粒子直径小于1 nm;B对,溶液和胶体中的分散质粒子均可透过滤纸;C错,胶体能够产生丁达尔效应,溶液不能;D错,加入少量NaOH溶液,MgCl2溶液产生氢氧化镁沉淀,氢氧化铁胶体发生聚沉产生氢氧化铁沉淀。
4. (2025·德州阶段检测)当光束通过稀豆浆时,能发生丁达尔效应,下列说法正确的是 ( )
A.稀豆浆中的分散质粒子直径<1 nm
B.悬浊液与胶体的本质区别——能否发生丁达尔效应
C.稀豆浆属于浊液
D.稀豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
解析:选D 当光束通过稀豆浆时,能发生丁达尔效应,说明稀豆浆是胶体,分散质粒子直径大于1 nm,小于100 nm,故A、C错误;悬浊液与胶体的本质区别——粒子的直径,故B错误;胶体粒子的直径在1~100 nm对光具有散射效果,胶体产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射形成的,故D正确。
题点(二) 胶体的聚沉与分离
5.我们常用“往伤口上撒盐”来比喻某些人乘人之危的行为,其实从化学的角度来说,“往伤口上撒盐”的做法并无不妥,甚至可以说并不是害人而是救人。那么,这种做法的化学原理是 ( )
A.胶体的丁达尔效应
B.血液的氧化还原反应
C.血液中发生复分解反应
D.胶体的聚沉
解析:选D 血液属于胶体,因为没有光束通过,所以不属于丁达尔效应,A错误;血液和氯化钠不发生氧化还原反应,B错误;血液和氯化钠不具备复分解反应发生的条件,C错误;血液属于胶体,在遇到电解质溶液的时候会聚沉,在伤口上撒盐可以使伤口表面的血液凝结,从而阻止进一步出血,属于胶体的聚沉,D正确。
6.氯化铁饱和溶液因久置而变浑浊,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.在B区的深红褐色分散系为Fe(OH)3 胶体
D.C区溶液中无 Fe3+
解析:选D 实验室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,A正确;浊液中分散质粒子不能透过滤纸,滤纸上残留的红褐色物质为 Fe(OH)3 固体颗粒,B正确;胶体粒子不能透过半透膜,在B区的深红褐色分散系为 Fe(OH)3 胶体,C正确;氯化铁溶液中的 Fe3+不能全部转化为 Fe(OH)3 ,Fe3+能透过滤纸和半透膜,则C区溶液中有 Fe3+,D错误。
|归纳拓展|
(1)胶体的聚沉
胶体粒子在一定条件下聚集为沉淀。聚沉的条件有加热、加电解质等。
(2)胶体的提纯——渗析
利用半透膜分离胶体的方法,小分子或离子可以透过,胶体粒子不能透过。装置如图。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.(2025·长沙高一期末)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,不属于分散系的是 ( )
A.“瀚海阑干百丈冰”中的“冰”
B.“黑云压城城欲摧”中的“云”
C.“劝君更尽一杯酒”中的“酒”
D.“断烟残月共苍苍”中的“烟”
解析:选A “瀚海阑干百丈冰”中的“冰”是固体水,属于纯净物,不是分散系,故A正确;“黑云压城城欲摧”中的“云”是胶体,属于分散系,故B错误;“劝君更尽一杯酒”中的“酒”是乙醇和水的混合物,属于分散系,故C错误;“断烟残月共苍苍”中的“烟”是空气中飘浮的固体小颗粒,属于分散系,故D错误。
2.纳米材料是一种由直径为1~100 nm的基本颗粒构成的粉状或团块状天然或人工材料。若将该“纳米材料”分散到水中,则形成的分散系是 ( )
A.溶液 B.胶体 C.乳浊液 D.悬浊液
解析:选B 分散质粒子的直径为1~100 nm的分散系是胶体。
3.下列关于分散系的说法不正确的是 ( )
A.所有的分散系都是混合物
B.悬浊液中分散质颗粒不能透过滤纸
C.碘酒这种分散系的溶质是酒精
D.雾是小水滴的聚集体分散到大气中形成的分散系
解析:选C 碘酒是碘分散到酒精中形成的分散系,溶质是碘。
4.我国材料化学的发展为科技进步做出了突出贡献。下列有关材料的说法不正确的是 ( )
A.“纳米”铜比表面积大,可与盐酸剧烈反应生成H2
B.二水氯化钙(CaCl2·2H2O)属于纯净物
C.碳纳米管与石墨互为同素异形体
D.将“纳米材料”粒子分散到液体分散剂中所得混合物能产生丁达尔效应
解析:选A Cu与酸不能反应,A错误。
5.下列关于胶体和溶液的说法中正确的是 ( )
A.胶体不均一、不稳定,静置后易产生沉淀;溶液均一、稳定,静置后不产生沉淀
B.光线通过时,胶体发生丁达尔效应,溶液不能发生丁达尔效应
C.胶体与悬浊液的本质区别是胶体是均一透明的,而悬浊液是浑浊的
D.只有胶状物如胶水、果冻类的物质才能称为胶体
解析:选B 胶体属于介稳体系,稳定性介于溶液和浊液之间,静置后不会产生沉淀;溶液是均一、稳定的混合物,静置后不产生沉淀,A错误;胶体分散质粒子能够使光线发生散射作用而沿直线传播,因此当光线通过胶体时,胶体会发生丁达尔效应,而溶液的溶质粒子不能使光线发生散射作用,因此不能发生丁达尔效应,B正确;胶体与悬浊液的本质区别是分散质粒子直径的大小,C错误;是不是胶体要看分散质粒子的直径大小,与外观形状无关,D错误。
6.按溶液、胶体、悬浊液的顺序排列正确的是 ( )
A.苏打水、鸡蛋清、有色玻璃
B.碘酒、云、泥水
C.白糖水、食盐水、汽水
D.石灰乳、雾、油泼面汤
解析:选B 苏打水、鸡蛋清、有色玻璃分别是溶液、胶体、胶体,A错误;碘酒、云、泥水分别是溶液、胶体、悬浊液,B正确;白糖水、食盐水、汽水均是溶液,C错误;石灰乳、雾、油泼面汤分别是悬浊液、胶体、乳浊液,D错误。
7.(2025·安徽合肥高一期中)如图是黄山日出图,云雾被染成了金色或红色,这是云雾与阳光共同创造的一幅绝美的风景。下列有关说法错误的是 ( )
A.云和雾属于分散系中的气溶胶
B.图中光现象与丁达尔效应原理相同
C.图中光现象是云雾对光的散射所致
D.丁达尔效应是胶体和溶液的本质区别
解析:选D 云和雾的分散剂为空气,属于分散系中的气溶胶,故A正确;图中光现象是胶体的丁达尔效应,故B正确;图中光现象是云雾胶体分散系中的分散质对光的散射所致,故C正确;丁达尔效应是胶体的特征性质,胶体和溶液的本质区别是分散质微粒直径大小,故D错误。
8.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.分散质粒子的直径大小: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
解析:选B 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直径的大小顺序为浊液>胶体>溶液,B项错误;分散质粒子的直径在1~100 nm的分散系为胶体,C项正确;悬浊液中的分散质可以用过滤的方法分离,D项正确。
9.在沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色。
下列说法正确的是 ( )
A.用激光笔照射,会产生丁达尔效应
B.将液体静置片刻,会出现沉淀现象
C.所得胶体中分散质的粒子直径大于100 nm
D.可用滤纸分离提纯得到氢氧化铁胶体
解析:选A 胶体都具有丁达尔效应,所以用激光笔照射,会产生丁达尔效应,故A正确;胶体性质较稳定,将液体静置片刻,不会出现沉淀现象,故B错误;胶体分散质粒子的直径为1~100 nm,故C错误;胶体分散质、溶液分散质都能透过滤纸,不能用滤纸分离提纯得到氢氧化铁胶体,故D错误。
10.下列关于胶体的叙述不正确的是 ( )
A.肥皂水、氢氧化铁胶体均属于胶体
B.胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质的粒子直径在1~100 nm之间
C.用平行光线照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时,产生的现象相同
D.Fe(OH)3胶体能够使水中悬浮的固体颗粒沉降,达到净水的目的
解析:选C 肥皂水、氢氧化铁胶体均属于胶体,故A叙述正确;胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质的粒子直径大小不同,胶体分散系的粒子直径在1~100 nm之间,故B叙述正确;NaCl溶液不具有丁达尔效应,而Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应,现象不相同,故C叙述错误;Fe(OH)3胶体的表面积较大,能吸附水中悬浮的固体颗粒达到净水的目的,故D叙述正确。
11.(2025·长沙高一期末)唐代诗人刘禹锡的《浪淘沙》有如下诗句:“日照澄洲江雾开”,其描述的是朝阳照在江雾初开的小洲上的美丽景象,下列说法不正确的是 ( )
A.该诗句描述的现象为丁达尔效应
B.胶体的分散质粒子的直径在10-9~10-7 m之间
C.以Fe(OH)3为分散质形成的任何分散系都能发生丁达尔效应
D.利用该现象可以区分胶体和溶液
解析:选C 胶体能产生丁达尔效应,江雾是胶体,因此该诗句描述的是丁达尔效应,故A正确;胶体的分散质粒子的直径在10-9~10-7 m之间,故B正确;Fe(OH)3为分散质可形成沉淀,当形成沉淀时不能发生丁达尔效应,故C错误;丁达尔效应是胶体特有现象,利用丁达尔效应可以区分溶液和胶体,故D正确。
12.(2025·福建泉州高一检测)《本草纲目》中记载了豆腐的造法:“水浸碎,滤去滓,煎成,以盐卤汁或山矾叶或酸浆、醋淀就釜收之。又有入缸内,以石膏末收者”。下列叙述错误的是 ( )
A.稀豆浆中分散质粒子的直径为1~100 nm
B.用激光笔照射稀豆浆,会出现光亮的“通路”
C.可采用过滤操作对胶体进行提纯、精制,以除去其中杂质的分子或离子
D.豆浆凝聚成豆腐的原理与江河入海口形成“三角洲”类似
解析:选C 稀豆浆属于胶体,分散质微粒直径的范围是1~100 nm,故A正确;稀豆浆属于胶体,具有丁达尔效应,用激光笔照射稀豆浆,会出现光亮的“通路”,故B正确;胶体需要用半透膜渗析进行提纯,微粒直径太小,不能用滤纸过滤,故C错误;豆浆凝聚成豆腐与江河入海口形成“三角洲”都是由于胶体的聚沉,故D正确。
13.[双选]能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功,该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果,其结构如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该“运输车”中铁元素的价态为+3价
B.二氧化硅属于非金属氧化物
C.该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
D.该“运输车”的外壳含有碳元素
解析:选BD 由图可知,该“运输车”中含有四氧化三铁,其中有+2价和+3价铁,A错误;二氧化硅属于非金属氧化物,B正确;该“纳米药物分子车”的直径为200 nm,而胶体分散质粒子的直径为1~100 nm,所以该“纳米药物分子车”分散于水中所得的分散系不属于胶体,C错误;该“运输车”为有机物外壳,有机物中含有碳,D正确。
二、非选择题
14.(12分)(1)把10 mL淀粉胶体和5 mL NaCl溶液的混合液加入用半透膜制成的袋中,将此袋浸入蒸馏水中。2 min后用两支试管各取5 mL烧杯中的液体,并做如下实验:
①向其中一支试管中滴加少量AgNO3溶液,其现象是 。
②向另一支试管中滴加少量碘水,其现象是 。
③由上述现象可以得出的结论是 。
(2)聪明的你还想出来许多在家里观察丁达尔效应的方法,请设计一个你认为最简单、最环保的办法:
。
(3)向Fe(OH)3胶体中滴加稀H2SO4,现象为 , 理由是 。
解析:(1)Cl-等离子和小分子均可以透过半透膜,但胶体粒子不能透过半透膜,故向试管中加入AgNO3溶液会产生AgCl白色沉淀,而向另一支试管中加入碘水不会变蓝色。(3)稀H2SO4是电解质溶液,使胶体聚沉,Fe(OH)3又溶于稀H2SO4。
答案:(1)①产生白色沉淀 ②碘水不变蓝色
③Cl-等离子或小分子可以透过半透膜,而胶体粒子不能透过半透膜
(2)打开装有热水的暖瓶盖,用一束光照射升腾的水汽(答案合理即可)
(3)先变浑浊,然后又变澄清黄色溶液
Fe(OH)3胶体遇稀H2SO4发生聚沉,然后Fe(OH)3沉淀又溶于稀H2SO4
15.(12分)Fe2O3又称铁红,请根据要求回答下列问题。
(1)Fe2O3固体(红棕色)属于 (填“纯净物”或“混合物”)。将其加入适量盐酸中,反应的化学方程式: 。
(2)用上述所得溶液进行下列实验:取少量溶液置于试管中,滴入NaOH溶液,可观察到有红褐色沉淀产生,反应的化学方程式: 。
(3)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至出现 色,即可制得Fe(OH)3胶体。
(4)另取一小烧杯也加入20 mL蒸馏水,向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液,振荡摇匀后,将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液体,可以看到 烧杯的液体中产生了丁达尔效应。
解析:(1)Fe2O3固体(红棕色)只含一种物质,属于纯净物;氧化铁属于碱性氧化物,和酸反应生成铁盐和水,化学方程式为Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O。(2)氯化铁和NaOH发生复分解反应,生成红褐色沉淀氢氧化铁,同时生成NaCl,化学方程式为FeCl3+3NaOH==3NaCl+Fe(OH)3↓。(3)将蒸馏水加热至沸腾后,向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至出现红褐色,得到氢氧化铁胶体。(4)甲烧杯中液体为溶液,乙烧杯中液体为胶体,胶体能产生丁达尔效应,所以乙产生丁达尔效应。
答案:(1)纯净物 Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O
(2)FeCl3+3NaOH==3NaCl+Fe(OH)3↓ (3)红褐 (4)乙
16.(12分)(1)丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。
①如图是在实验室中进行氢氧化铁胶体丁达尔效应实验的示意图,该图中的一处明显错误是 ,原因是
(试从分散系的分类进行讨论说明)。
②欲在树林中观察到丁达尔效应,你认为一天中最有可能观察到该现象的时间是 ,理由是 。
(2)高铁酸钾可作为水处理剂。K2FeO4中Fe元素的化合价是 ;用K2FeO4对饮用水消毒时,K2FeO4转化为Fe元素为+3价的化合物,因而K2FeO4既能杀菌也具有净水作用,其具有净水作用的原因是 。
解析:(1)①光束进入烧杯前穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应,该图中的明显错误是空气中也出现了光柱。②清晨,树林中存在水雾,阳光透过树叶间隙形成光束,光束穿过这些水雾会产生丁达尔效应,所以一天中最有可能观察到该现象的时间是清晨。
答案:(1)①空气中也出现了光柱 进入烧杯前,光穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应 ②清晨 清晨树林中存在雾,雾是胶体,阳光透过树叶间隙形成光束,光束穿过这些水雾会产生丁达尔效应
(2)+6 Fe3+与H2O反应生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质而具有净水作用
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