内容正文:
第2章 元素与物质世界
第1节 元素与物质分类
第2课时 胶体
教学目标
1.知道分散系的概念,能说出分散系的分类。
2.认识胶体是一种常见的分散系。
3.能举例说明胶体的典型特征。
4.能根据胶体的性质解释生活中与之有关的现象。
重点和难点
重点:认识胶体及胶体的性质
难点:丁达尔效应
◆知识点一 分散系
1.分散系
(1)概念:
(2)组成:分散系中被分散成粒子的物质叫做 ,另一种物质叫做 。
2.分类及其依据
按照 分类:
当分散剂是水或其他液体时,分散 系按分散质粒子直径的大小来分类:
溶液(分散质微粒直径< )——表现出 浊液(分散质微粒直径> )——表现出
胶体(分散质微粒直径 )——表现出 3.三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质
粒子
单个小分子
或离子
高分子或多个
分子的集合体
巨大数目的
分子集合体
分散质
粒子直径
性质
外观
稳定性
能否透
过滤纸
能否透过
半透膜
鉴别
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.当可见光通过胶体时,在入射光侧面可观察到光亮的通路,这种现象称为丁达尔效应。
2.丁达尔效应是胶体中分散质微粒对可见光散射而形成的,可用于实验室鉴别另一种分散系属于胶体还是属于溶液。
即学即练
1.FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系,下列叙述中不正确的是( )
A.Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在1~100 nm之间
B.分别用一束光透过三种分散系,只有Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.三种分散系的颜色都相同,且均能与盐酸反应,具有吸附性
D.三种分散系中分散质微粒直径大小不同
2.当光束通过下列分散系时,能观察到丁达尔效应的是 ( )
A.KCl溶液
B.C2H5OH溶液
C.H2SO4溶液
D.Fe(OH)3胶体
◆知识点二 胶体的性质
1.胶体的分类
按分散
剂状态
气溶胶
液溶胶
固溶胶
按分
散质
粒子胶体
分子胶体
2.胶体的性质及应用
(1)介稳性
(2)丁达尔效应
(3)电泳
(4)聚沉
特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径大小(1~100 nm)。
(2)区分胶体和溶液两种分散系的最简便的方法是利用丁达尔效应。
(3)胶粒不是胶体,是分散质,一般是大量难溶物(分子)的聚集体或高分子(淀粉、蛋白质)。
(4)胶体不带电荷,胶体粒子因吸附离子往往带有电荷,但淀粉胶体的胶体粒子不带电荷。
即学即练
1.下列现象或应用中,不涉及胶体性质的是( )
A.在饱和氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀
B.清晨,在茂密的树林中,常可以看到从枝叶间透过的光柱
C.用半透膜分离淀粉和食盐的混合液
D.肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可用血液透析进行治疗
2.化学与生活、科技、社会密切相关。下列说法正确的是
A.石膏可用于制豆腐
B.铁粉可作食品干燥剂
C.金属钠着火可用小苏打干粉灭火
D.可作为传递神经信息的“信使分子”
◆知识点三 胶体的制备
1.Fe(OH)3胶体的制备
①图示
②操作:向沸水中逐滴加入 ,继续煮沸至液体呈 ,停止加热,即制得Fe(OH)3胶体。
③制备原理: 2.胶体的提纯——渗析
(1)实验装置
(2)操作:
将溶胶盛于半透膜制作的袋中,置于流动(或频繁更换)的蒸馏水中一段时间即可。
(3)原理: 不能通过半透膜,而 能够透过半透膜,因此可用 的方法分离、提纯胶体。特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.制备Fe(OH)3胶体时,能否利用NaOH溶液与FeCl3饱和溶液反应制取Fe(OH)3胶体?其原因是什么?
提示:不能;因为NaOH溶液与FeCl3饱和溶液反应生成Fe(OH)3沉淀,得不到Fe(OH)3胶体。
2.向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,先产生红褐色沉淀,继续滴加稀盐酸,红褐色沉淀又溶解,为什么?
提示:向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,胶体先发生聚沉形成Fe(OH)3沉淀,继续滴加稀盐酸,酸碱发生中和反应,Fe(OH)3沉淀又溶解。
即学即练
1.下列有关胶体的叙述正确的是( )
A.将饱和FeCl3溶液滴加到冷水中直接就能制得Fe(OH)3胶体
B.胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体分散质微粒的直径大小
C.用过滤的方法可以分离和提纯胶体
D.煮鸡蛋的过程中发生了胶体的电泳现象
2.胶体的制备
(1)实验室制取Fe(OH)3胶体的方法是
____________________________________________________________
有关反应的化学方程式为
____________________________________________________________。
(2)可以利用________证明Fe(OH)3胶体已经制成。
(3)可以利用________来提纯Fe(OH)3胶体。证明Fe(OH)3胶体与Cl-已完全分离的实验方法是________________________________________________________
1、 分散系
分散系
溶液
胶体
浊液
悬浊液
乳浊液
分散质粒子直
径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
>100 nm
分散质粒子结构
分子、离子
少量分子的集合体或大分子
大量分子聚集成的固体小颗粒
大量分子聚集成的液体小液滴
特点
均一、透明
多数均一、透明,较稳定
不均一、不透明,久置沉淀
不均一、不透明,久置分层
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
不能
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体、淀粉溶液
泥水、石灰乳
油水混合物
2、 胶体的性质
内容
主要应用举例
介稳性
胶体在一定条件下能稳定存在
—
丁达尔效应
一束光通过胶体时产生一条光亮的“通路”
鉴别胶体和溶液
电泳
胶粒在外加电场作用下做定向移动[如Fe(OH)3胶粒带正电,H2SiO3胶粒带负电]
静电除尘
聚沉
胶体粒子聚集成为较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出,常见的聚沉方法:加热,加入酸、碱、盐等电解质溶液,搅拌,加入带相反电荷的胶体粒子
制豆腐、工业制肥皂,解释某些自然现象,如江河入海口形成沙洲
渗析
由于胶粒较大不能通过半透膜,而离子、小分子较小可通过半透膜
净化、提纯胶体,如血液透析
3、 Fe(OH)3胶体的制备
实验装置
实验现象
结论(化学方程式)
制备
得到均一、透明的
红褐色色液体
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)
+3HCl
实践应用特别提醒/易错提醒/教材延伸
胶体性质在生产、生活中的应用
(1)工厂中静电除尘——电泳
(2)医疗上血液透析——胶体粒子不能透过半透膜(渗析)
(3)生产生活中明矾净水、制作豆腐、制肥皂——胶体聚沉
(4)自然界中江、河入海口处形成三角洲——胶体聚沉
1.下列说法正确的是( )
A.粒子直径在1~100 nm之间的物质属于胶体
B.向浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液,可制得Fe(OH)3胶体
C.明矾溶于水后生成的Al(OH)3胶体可以用于水的杀菌消毒
D.除加入可溶性盐可使胶体聚沉外,将两种带相反电荷胶粒的胶体混合也能发生聚沉
2.以下关于胶体的说法不正确的是( )
A.胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜
B.Fe(OH)3胶体粒子具有较大的表面积,具有吸附性,能吸附阳离子,故在电场作用下会产生电泳现象
C.向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入稀硫酸,会先出现红褐色沉淀然后沉淀消失
D.Fe(OH)3胶体无色透明,能产生丁达尔效应
考点一 分散系
【例1】“雾里看花,水中望月”,从化学角度分析“雾”属于下列分散系中的( )
A.乳浊液 B.胶体 C.溶液 D.悬浊液
解题要点
胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径在1~100 nm
【变式1-1】当光束通过下列分散系时,不能观察到一条光亮“通路”的是
A.云 B.溶液 C.有色玻璃 D.胶体
【变式1-2】中国科学技术大学的教授以CCl4和金属钠为原料,在特定条件下制造出纳米级金刚石粉末。该纳米级金刚石粉末是粒子直径为 1~100 nm的材料。 若将纳米级金刚石粉末均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质( )。
①是溶液 ②是胶体 ③是浊液 ④不能透过滤纸 ⑤能透过滤纸 ⑥能产生丁达尔效应 ⑦静置后,会析出黑色沉淀
A.②⑤⑥ B.②⑥⑦
C.①⑤ D.③④⑦
考点二 胶体的性质
【例2】下列关于胶体的性质与应用的说法错误的是( )
A.明矾净水利用的是胶体的吸附性
B.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
C.胶粒不能透过半透膜,血液透析利用半透膜将有害物质移出体外
D.静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘,是利用胶体粒子的带电性而加以除去
解题要点胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径不同
1.电泳:某些胶体粒子带有电荷,在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂中做定向移动。如氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场的作用下向阴极移动,阴极附近的颜色加深。
2.聚沉:胶体聚沉的原理即中和胶体粒子的电荷或加快胶粒的热运动以增加胶粒的碰撞概率。常用方法如下:
(1)加入可溶性盐溶液,产生的阳离子或阴离子所带的电荷与胶体粒子所带的电荷中和,从而使胶体粒子聚集成较大的粒子在重力作用下形成沉淀析出。现象解释或应用:
①河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触,溶有大量杂质而形成胶体,入海时与海水接触,海水中的带电粒子中和胶粒所带电荷使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口形成三角洲。
②土壤胶体中的胶体粒子带有负电荷,可以吸附施肥后的铵根离子,减少未被作物吸收的铵态氮肥随雨水的流失,这就是土壤胶体的保肥作用。
③氯化钠溶液可以止血,是因为其可使血液胶体聚沉。
④用盐卤做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4,豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,很快就聚集而形成胶冻状的豆腐(被称为凝胶)。
(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。例如,使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血。
【变式2-1】下列事实与胶体性质无关的是
A.食品加工厂利用豆浆中加入盐卤做豆腐
B.明矾可以净水
C.将植物油倒入水中用力搅拌可形成油水混合物
D.一束平行光线通过蛋白质溶液,从侧面可以看到一条光亮的通路
【变式2-2】下列事实与胶体性质无关的是( )
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐
B.盐碱地里土壤保肥能力差
C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路
D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀
考点三 胶体的制备
【例3】下列关于氢氧化铁胶体制备的说法正确的是( )。
A.将氯化铁稀溶液慢慢滴入沸腾的自来水中,继续加热煮沸
B.将氯化铁饱和溶液慢慢滴入沸腾的蒸馏水中,并用玻璃棒搅拌
C.将氢氧化钠溶液慢慢滴入饱和的氯化铁溶液中
D.在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色
解题要点
(1)向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即制得Fe(OH)3胶体。(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。
【变式3-1】某小组同学实验课上制备Fe(OH)3胶体,并探究该胶体的性质。
(1)该小组同学采用了以下操作制备胶体,请将空白处填写完整。取一个烧杯,加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾,然后向烧杯中滴加5~6滴饱和 溶液,继续煮沸,待 时,停止加热;反应的化学方程式为 。
(2)将制得的胶体放入半透膜制成的袋内,如图所示,放置2 min后,取少量半透膜外的液体置于试管中,放于暗处,用一束强光从侧面照射,观察 (填“有”或“无”)丁达尔现象;再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,可观察到的现象为 。
(3)将半透膜内的液体倒入U形管中,如图所示,在液体上方加入少量电解质溶液以保护胶体,接通直流电后,观察到的现象是 (填“阴”或“阳”)极附近液体的颜色逐渐变深,其原因是 。
【变式3-2】某化学兴趣小组的同学按照下面的实验方法制备氢氧化铁胶体:首先取少量蒸馏水于洁净的烧杯中,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液。继续煮沸至液体呈透明的红褐色。反应原理为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
(1)判断胶体的制备是否成功,可利用胶体的
___________________________________________________________
(2)在做制备氢氧化铁胶体的实验时,有些同学没有按要求进行,结果没有观察到胶体,请你预测其现象并分析原因:
①甲同学没有选用饱和氯化铁溶液,而是将稀氯化铁溶液滴入沸水中,结果没有观察到__________________________________,其原因是___________________________。
②乙同学在实验中没有使用蒸馏水,而是用自来水,结果会______________________________,
原因是_________________________________________________________。
③丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液后,长时间加热,结果会__________________________________,
原因是_____________________________。
(3)丁同学按要求制备了Fe(OH)3胶体,但是他又向Fe(OH)3胶体中逐滴加入了稀H2SO4溶液,结果出现了一系列变化。
①先出现红褐色沉淀,原因是
____________________________________________________________。
②随后沉淀溶解,此反应的离子方程式是
_____________________________________________________________
基础达标
1.下列关于胶体的说法不正确的是
A.直径为的“钴钛菁”分子分散在水中形成胶体,该分子直径比Na+的直径大
B.丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法
C.可以用滤纸分离除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3
D.实验室制Fe(OH)3胶体的原理是
2.下列关于胶体和溶液的叙述,正确的是
A.胶体带电荷,溶液不带电荷
B.胶体和溶液的本质区别是分散质粒子直径大小不同
C.向沸水中滴加稀溶液,继续煮沸,即制得胶体
D.向胶体中逐滴滴入饱和食盐水,无明显现象
3.根据分散质粒子的直径大小对分散系进行分类,分散质粒子的直径为1~100nm的分散系属于
A.悬浊液 B.乳浊液 C.溶液 D.胶体
4.11月12日,辽宁沈阳上空惊现蔚为壮观的长达万米的丁达尔效应。当光束通过下列分散系时,也能产生丁达尔效应的是
A.碘酒 B.H2SO4溶液
C.Fe(OH)3胶体 D.硫酸钡悬浊液
5.下列关于溶液和胶体的叙述,正确的是
A.溶液和胶体都是无色的液体
B.通电时,溶液中的溶质粒子分别向两极移动,胶体中的分散质粒子向某一极移动
C.Fe(OH)3悬浊液能产生丁达尔现象
D.一束光线分别通过溶液和胶体时,后者会出现明显的光路,前者则没有
6.下列说法错误的是
A.江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
B.向胶体中逐滴滴加盐酸,开始产生红褐色沉淀,后沉淀逐渐溶解并消失
C.胶体在通电后可作定向移动,是因为胶体带电
D.可用渗析法分离淀粉胶体和溶液
7.纳米材料是一类微粒直径为1~100 nm的材料。将纳米分散到水中,能形成外观均匀的分散系。下列对该分散系的叙述错误的是
A.能产生丁达尔效应
B.加入盐酸能发生化学反应
C.在静置状态下很快就会形成沉淀
D.纳米不能透过半透膜
8.雾霾天气,就是“气溶胶细小粒子在高湿度条件下引发的低能见度事件”,经过国家的大力整治,城市雾霾现象大幅度改善。气溶胶是胶体的一种,下列说法中不正确的是
A.气溶胶的分散剂是气体
B.根据分散质和分散剂的状态,可以将分散系分为9种
C.气溶胶分散质粒子直径在1~100 nm之间
D.气溶胶不能透过滤纸
9.某小组研究实验室制备胶体的方法。下列说法不正确的是
序号
1
2
实验
现象
液体变为红褐色后,停止加热,有明显的丁达尔效应,冷却后仍为红褐色
液体变为红褐色后,停止加热,有明显的丁达尔效应,冷却后溶液变黄
A.对比实验可知,制备胶体选用饱和溶液效果更好
B.实验1中液体变红褐色后,持续加热可观察到红褐色沉淀
C.实验1产生丁达尔效应的本质是其粒子直径介于
D.对比实验可知,造成实验现象差异的原因一定是酸根离子不同
10.下列关于溶液和胶体的说法错误的是
A.二者均为澄清透明的混合物,可用丁达尔效应来鉴别
B.在通电条件下,二者分散系中的微粒均可发生定向移动
C.用含的溶液可恰好制得胶粒
D.与水反应可生成胶体,故可用作净水剂
综合应用
11.如图是一种“纳米药物分子运输车”,其中,有机物外壳由葡萄糖、酒精等这类含碳化合物组成,该技术可提高肿瘤的治疗效果。(已知:)下列说法正确的是
A.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,加热至液体呈红褐色,即得到Fe(OH)3胶体
B.该“纳米药物分子运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
C.Fe(OH)3胶体表面积较大,可用于水体的杀菌消毒
D.、都属于碱性氧化物
12.下列事实与胶体性质无关的是
A.食品加工厂利用豆浆中加入盐卤做豆腐
B.明矾可以净水
C.将植物油倒入水中用力搅拌可形成油水混合物
D.一束平行光线通过蛋白质溶液,从侧面可以看到一条光亮的通路
13.下列说法中错误的是
A.向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体
B.Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液两者可用丁达尔效应鉴别
C.明矾能生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
D.可见光束通过淀粉溶液不会产生丁达尔效应
14.磁流体是电子材料的新秀。在一定条件下,将含等物质的量的和的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,可得到分散质粒子大小在36~55nm之间的黑色磁流体。下列说法中正确的是
A.所得的分散系属于悬浊液
B.所得的分散系中分散质为Fe2O3
C.用光束照射该分散系能产生丁达尔效应
D.分散系为胶体,分散质粒子大小即Fe(OH)3分子直径
15.《自然》科学杂志在线发表武汉大学病毒学国家重点实验室主任蓝柯教授领衔的抗疫科技攻关团队的最新研究成果,论文题为《武汉两所医院的新冠病毒气溶胶动力学分析》,并作为亮点论文进行推荐。下列有关胶体的说法错误的是
A.空气、有色玻璃、淀粉溶液都属于胶体 B.胶体和溶液分散质粒子直径比浊液小
C.氢氧化铁胶体带正电,土壤胶体带负电 D.胶体都是混合物,实验室常利用渗析法提纯胶体
拓展培优
16.下列关于Fe(OH)3胶体的叙述中,正确的是
A.制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl
B.在制备Fe(OH)3胶体的实验中,加热煮沸时间越长,越有利于胶体的生成
C.用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时,产生的现象相同
D.Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降,达到净水目的
17.利用稻壳制备纳米Si的流程如图所示。下列说法错误的是
A.可与HF溶液反应,属于碱性氧化物 B.该流程中与镁发生了置换反应
C.是光纤的主要成分 D.纳米Si不属于胶体
18.分类
按照分散系组成部分的状态分类
以分散质和分散剂所处的状态为标准,共有9种组合:
按照分散质粒子大小分类: 。
分散系间的本质区别是分散质粒子的大小不同。分散系的性质,如是否透明、均一、稳定都由此决定。
【答案】溶液;胶体;浊液
【详解】按照分散质粒子大小分类:分散质粒子直径小于1nm的为溶液,大于1nm且小于100nm的为胶体,大于100nm的为浊液。
19.某课外活动小组进行Fe(OH)3胶体的制备实验并检验其性质。
(1)若将饱和FeCl3溶液分别滴入下列物质中,能形成胶体的是_______(填字母)。
A.冷水 B.沸水 C.NaOH浓溶液 D.NaCl浓溶液
(2)现有甲、乙、丙三名同学进行Fe(OH)3胶体的制备:
①甲同学的操作:取一小烧杯,加入40mL蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6 滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至混合液呈红褐色,停止加热。请评价该操作是否正确 。(填“是”或“否”)
②乙直接加热饱和FeCl3溶液,请评价是否正确 。(同上)
③丙向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,为了使反应进行充分,煮沸10分钟,请评价是否正确 。(同上)
(3)①写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式 ;
②证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是 ,该操作利用胶体的性质是 。
(4)Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是_______。
A.Fe(OH)3胶体粒子的直径在1~100 nm之间
B.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.Fe(OH)3胶体是均一的分散系
D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
20.甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作及现象如下:
①将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾;
②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;
③继续加热,出现红褐色沉淀。
(1)上述三种分散系分别属于哪一类 。它们的本质区别是 。
(2)分别用一束光透过①②③三种分散系,会有什么现象 。
(3)向②中滴加稀硫酸会有什么现象 。
(4)乙同学认为向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液可以制取Fe(OH)3胶体,你认为正确吗 。说明原因 。
21.高铁酸钾()是一种绿色高效的新型净水剂,某实验小组制备的流程如下:
已知:高铁酸盐在酸性或中性溶液中快速产生,在碱性溶液中较稳定。请回答下列问题:
(1)中铁元素的化合价为 价,从物质类别的角度分析,属于 (填标号)。
A.纯净物 B.混合物 C.电解质 D.氧化物 E.盐
(2)若实验需要使用溶液,则配制该溶液的过程中需要使用的硅酸盐仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、 。
(3)过程Ⅰ所涉及的离子方程式 :
_________________________(请配平)。
(4)过程Ⅱ可说明相同条件下,溶解度更大的是 (填“”或“”),从基本反应类型的角度分析,过程Ⅱ所涉及的反应类型为 ;检验滤液中是否含有的操作及现象为用洁净的铂丝蘸取滤液在酒精灯外焰上灼烧, ,则说明含有,反之则无。
(5)若得到()固体,理论上至少需要 。
(6)净水时可以氧化细菌,同时自身转化为胶体,吸附杂质。胶体中,分散质粒子的直径范围为 。
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第2章 元素与物质世界
第1节 元素与物质分类
第2课时 胶体
教学目标
1.知道分散系的概念,能说出分散系的分类。
2.认识胶体是一种常见的分散系。
3.能举例说明胶体的典型特征。
4.能根据胶体的性质解释生活中与之有关的现象。
重点和难点
重点:认识胶体及胶体的性质
难点:丁达尔效应
◆知识点一 分散系
1.分散系
(1)概念: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。
(2)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.分类及其依据
按照分散质粒子直径大小分类:
当分散剂是水或其他液体时,分散 系按分散质粒子直径的大小来分类:
溶液(分散质微粒直径< 1_nm )——表现出均一、稳定
浊液(分散质微粒直径> 1~100 nm )——表现出浑浊、不稳定
胶体(分散质微粒直径 大于100 nm )——表现出介稳性
3.三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质
粒子
单个小分子
或离子
高分子或多个
分子的集合体
巨大数目的
分子集合体
分散质
粒子直径
小于1nm
1~100nm
大于100nm
性质
外观
均一、透明
均一
不均一、不透明
稳定性
稳定
较稳定
不稳定
能否透
过滤纸
能
能
不能
能否透过
半透膜
能
不能
不能
鉴别
无丁达尔
效应
有丁达尔效应
静置分层
或沉淀
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.当可见光通过胶体时,在入射光侧面可观察到光亮的通路,这种现象称为丁达尔效应。
2.丁达尔效应是胶体中分散质微粒对可见光散射而形成的,可用于实验室鉴别另一种分散系属于胶体还是属于溶液。
即学即练
1.FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系,下列叙述中不正确的是( )
A.Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在1~100 nm之间
B.分别用一束光透过三种分散系,只有Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.三种分散系的颜色都相同,且均能与盐酸反应,具有吸附性
D.三种分散系中分散质微粒直径大小不同
【答案】C
【解析】FeCl3溶液为棕黄色,不能与盐酸反应,且不具有吸附性,Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液均为红褐色,Fe(OH)3浊液不具有吸附性,C项不正确。
2.当光束通过下列分散系时,能观察到丁达尔效应的是 ( )
A.KCl溶液
B.C2H5OH溶液
C.H2SO4溶液
D.Fe(OH)3胶体
【答案】D
【解析】选D。当光束通过Fe(OH)3胶体时,能观察到丁达尔效应。
◆知识点二 胶体的性质
1.胶体的分类
按分散
剂状态
气溶胶
雾、云、烟
液溶胶
Fe(OH)3胶体、蛋白质溶液
固溶胶
烟水晶、有色玻璃
按分
散质
粒子胶体
分散质粒子是很多小分子或离子的集合体,如Fe(OH)3胶体
分子胶体
分散质粒子是高分子化合物,如淀粉溶液、蛋白质溶液
2.胶体的性质及应用
(1)介稳性
(2)丁达尔效应
(3)电泳
(4)聚沉
特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径大小(1~100 nm)。
(2)区分胶体和溶液两种分散系的最简便的方法是利用丁达尔效应。
(3)胶粒不是胶体,是分散质,一般是大量难溶物(分子)的聚集体或高分子(淀粉、蛋白质)。
(4)胶体不带电荷,胶体粒子因吸附离子往往带有电荷,但淀粉胶体的胶体粒子不带电荷。
即学即练
1.下列现象或应用中,不涉及胶体性质的是( )
A.在饱和氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀
B.清晨,在茂密的树林中,常可以看到从枝叶间透过的光柱
C.用半透膜分离淀粉和食盐的混合液
D.肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可用血液透析进行治疗
【答案】A
【解析】 氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液,会产生红褐色沉淀,不涉及胶体性质,故A正确;清晨的雾属于胶体,看到从枝叶间透过的道道光柱就是胶体具有的丁达尔效应,涉及胶体性质,故B错误;食盐溶液中溶质粒子能通过半透膜,淀粉溶液属于胶体,胶体中的分散质粒子不能通过,可以用半透膜来分离,涉及胶体性质,故C错误;血液透析涉及胶体性质,故D错误。
2.化学与生活、科技、社会密切相关。下列说法正确的是
A.石膏可用于制豆腐
B.铁粉可作食品干燥剂
C.金属钠着火可用小苏打干粉灭火
D.可作为传递神经信息的“信使分子”
【答案】A
【详解】A.石膏(硫酸钙)能使豆浆中的蛋白质凝固,常用于制作豆腐,A正确;
B.铁粉通过氧化反应吸收氧气,常用作脱氧剂而非干燥剂,干燥剂多用硅胶或生石灰,B错误;
C.金属钠着火时,小苏打(NaHCO3)受热分解产生CO2和水,会与钠反应加剧火势,应使用沙土覆盖灭火,C错误;
D.传递神经信息的“信使分子”是一氧化氮(NO),D错误;
故选A。
◆知识点三 胶体的制备
1.Fe(OH)3胶体的制备
①图示
②操作:向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即制得Fe(OH)3胶体。
③制备原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
2.胶体的提纯——渗析
(1)实验装置
(2)操作:
将溶胶盛于半透膜制作的袋中,置于流动(或频繁更换)的蒸馏水中一段时间即可。
(3)原理:胶体微粒不能通过半透膜,而小分子、离子能够透过半透膜,因此可用渗析的方法分离、提纯胶体。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.制备Fe(OH)3胶体时,能否利用NaOH溶液与FeCl3饱和溶液反应制取Fe(OH)3胶体?其原因是什么?
提示:不能;因为NaOH溶液与FeCl3饱和溶液反应生成Fe(OH)3沉淀,得不到Fe(OH)3胶体。
2.向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,先产生红褐色沉淀,继续滴加稀盐酸,红褐色沉淀又溶解,为什么?
提示:向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,胶体先发生聚沉形成Fe(OH)3沉淀,继续滴加稀盐酸,酸碱发生中和反应,Fe(OH)3沉淀又溶解。
即学即练
1.下列有关胶体的叙述正确的是( )
A.将饱和FeCl3溶液滴加到冷水中直接就能制得Fe(OH)3胶体
B.胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体分散质微粒的直径大小
C.用过滤的方法可以分离和提纯胶体
D.煮鸡蛋的过程中发生了胶体的电泳现象
【答案】B
【详解】选B。将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中,边加边振荡,继续加热至液体呈红褐色,制得Fe(OH)3胶体,故A错误;胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体分散质微粒的直径大小,故B正确;胶体分散质微粒直径小于滤纸孔径,大于半透膜孔径,不能用过滤法提纯胶体,应用渗析法提纯,故C错误;煮鸡蛋的过程为胶体变性的过程,故D错误。
2.胶体的制备
(1)实验室制取Fe(OH)3胶体的方法是
____________________________________________________________
有关反应的化学方程式为
____________________________________________________________。
(2)可以利用________证明Fe(OH)3胶体已经制成。
(3)可以利用________来提纯Fe(OH)3胶体。证明Fe(OH)3胶体与Cl-已完全分离的实验方法是________________________________________________________
答案: (1)用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,然后向烧杯中逐滴滴加饱和FeCl3溶液,并继续煮沸至液体呈透明的红褐色即得Fe(OH)3胶体FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
(2)丁达尔效应
(3)半透膜袋 将半透膜袋再浸入另一份蒸馏水中,片刻后取出半透膜袋,向蒸馏水中滴入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明Fe(OH)3胶体与Cl-已完全分离
1、 分散系
分散系
溶液
胶体
浊液
悬浊液
乳浊液
分散质粒子直
径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
>100 nm
分散质粒子结构
分子、离子
少量分子的集合体或大分子
大量分子聚集成的固体小颗粒
大量分子聚集成的液体小液滴
特点
均一、透明
多数均一、透明,较稳定
不均一、不透明,久置沉淀
不均一、不透明,久置分层
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
不能
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体、淀粉溶液
泥水、石灰乳
油水混合物
2、 胶体的性质
内容
主要应用举例
介稳性
胶体在一定条件下能稳定存在
—
丁达尔效应
一束光通过胶体时产生一条光亮的“通路”
鉴别胶体和溶液
电泳
胶粒在外加电场作用下做定向移动[如Fe(OH)3胶粒带正电,H2SiO3胶粒带负电]
静电除尘
聚沉
胶体粒子聚集成为较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出,常见的聚沉方法:加热,加入酸、碱、盐等电解质溶液,搅拌,加入带相反电荷的胶体粒子
制豆腐、工业制肥皂,解释某些自然现象,如江河入海口形成沙洲
渗析
由于胶粒较大不能通过半透膜,而离子、小分子较小可通过半透膜
净化、提纯胶体,如血液透析
3、 Fe(OH)3胶体的制备
实验装置
实验现象
结论(化学方程式)
制备
得到均一、透明的
红褐色色液体
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)
+3HCl
实践应用特别提醒/易错提醒/教材延伸
胶体性质在生产、生活中的应用
(1)工厂中静电除尘——电泳
(2)医疗上血液透析——胶体粒子不能透过半透膜(渗析)
(3)生产生活中明矾净水、制作豆腐、制肥皂——胶体聚沉
(4)自然界中江、河入海口处形成三角洲——胶体聚沉
1.下列说法正确的是( )
A.粒子直径在1~100 nm之间的物质属于胶体
B.向浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液,可制得Fe(OH)3胶体
C.明矾溶于水后生成的Al(OH)3胶体可以用于水的杀菌消毒
D.除加入可溶性盐可使胶体聚沉外,将两种带相反电荷胶粒的胶体混合也能发生聚沉
【答案】D
【详解】根据分散质粒子的直径大小将分散系分成溶液、胶体和浊液,其中粒子直径在1~100 nm之间的分散系属于胶体,A错误;浓氨水与氯化铁饱和溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,不能制得氢氧化铁胶体,B错误;明矾溶于水生成Al(OH)3胶体,可以吸附杂质,不能用于水的杀菌消毒,C错误。
2.以下关于胶体的说法不正确的是( )
A.胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜
B.Fe(OH)3胶体粒子具有较大的表面积,具有吸附性,能吸附阳离子,故在电场作用下会产生电泳现象
C.向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入稀硫酸,会先出现红褐色沉淀然后沉淀消失
D.Fe(OH)3胶体无色透明,能产生丁达尔效应
【答案】D
【详解】 胶体粒子的大小介于滤纸和半透膜的孔径之间,能透过滤纸,但不能透过半透膜,A项正确;Fe(OH)3胶体粒子具有较大的表面积,具有吸附性,能吸附阳离子,故在电场作用下会定向移动产生电泳现象,B项正确;向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入稀硫酸,会先聚沉,岀现红褐色沉淀,然后沉淀被硫酸溶解而消失,C项正确;Fe(OH)3胶体呈红褐色,D项错误。
考点一 分散系
【例1】“雾里看花,水中望月”,从化学角度分析“雾”属于下列分散系中的( )
A.乳浊液 B.胶体 C.溶液 D.悬浊液
【答案】B
【解析】选B。分散质粒子直径在1~100 nm的分散系属于胶体,胶体具有丁达尔效应,大雾时,用灯照射时会出现一条光亮的通路,所以雾属于胶体。
解题要点
胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径在1~100 nm
【变式1-1】当光束通过下列分散系时,不能观察到一条光亮“通路”的是
A.云 B.溶液 C.有色玻璃 D.胶体
【答案】B
【详解】A.云是气溶胶(胶体),能观察到丁达尔效应,A不符合题意;
B.NaCl溶液为溶液,粒子直径<1 nm,无丁达尔效应,B符合题意;
C.有色玻璃是固溶胶(金属颗粒分散于玻璃中),属于胶体,能观察到丁达尔效应,C不符合题意;
D.Fe(OH)3胶体直接属于胶体,能观察到丁达尔效应,D不符合题意;
故选B。
【变式1-2】中国科学技术大学的教授以CCl4和金属钠为原料,在特定条件下制造出纳米级金刚石粉末。该纳米级金刚石粉末是粒子直径为 1~100 nm的材料。 若将纳米级金刚石粉末均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质( )。
①是溶液 ②是胶体 ③是浊液 ④不能透过滤纸 ⑤能透过滤纸 ⑥能产生丁达尔效应 ⑦静置后,会析出黑色沉淀
A.②⑤⑥ B.②⑥⑦
C.①⑤ D.③④⑦
【答案】A
【解析】纳米级金刚石粉末粒子直径为1~100 nm,将其均匀地分散到蒸馏水中形成的分散系是胶体,具有丁达尔效应,能透过滤纸,具有介稳性,不生成沉淀,故②⑤⑥正确。
考点二 胶体的性质
【例2】下列关于胶体的性质与应用的说法错误的是( )
A.明矾净水利用的是胶体的吸附性
B.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
C.胶粒不能透过半透膜,血液透析利用半透膜将有害物质移出体外
D.静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘,是利用胶体粒子的带电性而加以除去
【答案】B
【详解】 明矾中铝离子水解为氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,A项正确;胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径不同,B项错误;血液属于胶体,可利用半透膜提纯胶体,C项正确;胶体粒子带电,静电除尘器吸附带电的飘尘,使之发生电泳而除去,D项正确。
解题要点胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径不同
1.电泳:某些胶体粒子带有电荷,在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂中做定向移动。如氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场的作用下向阴极移动,阴极附近的颜色加深。
2.聚沉:胶体聚沉的原理即中和胶体粒子的电荷或加快胶粒的热运动以增加胶粒的碰撞概率。常用方法如下:
(1)加入可溶性盐溶液,产生的阳离子或阴离子所带的电荷与胶体粒子所带的电荷中和,从而使胶体粒子聚集成较大的粒子在重力作用下形成沉淀析出。现象解释或应用:
①河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触,溶有大量杂质而形成胶体,入海时与海水接触,海水中的带电粒子中和胶粒所带电荷使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口形成三角洲。
②土壤胶体中的胶体粒子带有负电荷,可以吸附施肥后的铵根离子,减少未被作物吸收的铵态氮肥随雨水的流失,这就是土壤胶体的保肥作用。
③氯化钠溶液可以止血,是因为其可使血液胶体聚沉。
④用盐卤做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4,豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,很快就聚集而形成胶冻状的豆腐(被称为凝胶)。
(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。例如,使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血。
【变式2-1】下列事实与胶体性质无关的是
A.食品加工厂利用豆浆中加入盐卤做豆腐
B.明矾可以净水
C.将植物油倒入水中用力搅拌可形成油水混合物
D.一束平行光线通过蛋白质溶液,从侧面可以看到一条光亮的通路
【答案】C
【详解】A.盐卤中的电解质使豆浆(胶体)发生聚沉,与胶体性质有关,A不符合题意;
B.明矾水解生成Al(OH)3胶体吸附杂质,与胶体性质有关,B不符合题意;
C.植物油与水混合形成乳浊液,乳浊液粒子较大(>100nm),静置会分层,与胶体性质无关,C符合题意;
D.蛋白质溶液属于胶体,产生丁达尔效应,与胶体性质有关,D不符合题意;
故选C。
【变式2-2】下列事实与胶体性质无关的是( )
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐
B.盐碱地里土壤保肥能力差
C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路
D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀
【答案】D
【解析】选D。A项属于胶体的聚沉;B项土壤胶体的分散质微粒带电,盐碱地中的盐碱类物质易使胶体聚沉;C项属于丁达尔效应;D项发生化学反应产生沉淀。
考点三 胶体的制备
【例3】下列关于氢氧化铁胶体制备的说法正确的是( )。
A.将氯化铁稀溶液慢慢滴入沸腾的自来水中,继续加热煮沸
B.将氯化铁饱和溶液慢慢滴入沸腾的蒸馏水中,并用玻璃棒搅拌
C.将氢氧化钠溶液慢慢滴入饱和的氯化铁溶液中
D.在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色
【答案】D
【解析】制备氢氧化铁胶体时,若选用自来水、氢氧化钠溶液,或用玻璃棒搅拌、长时间加热等,都会产生氢氧化铁沉淀,而不能得到氢氧化铁胶体。
解题要点
(1)向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即制得Fe(OH)3胶体。(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。
【变式3-1】某小组同学实验课上制备Fe(OH)3胶体,并探究该胶体的性质。
(1)该小组同学采用了以下操作制备胶体,请将空白处填写完整。取一个烧杯,加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾,然后向烧杯中滴加5~6滴饱和 溶液,继续煮沸,待 时,停止加热;反应的化学方程式为 。
(2)将制得的胶体放入半透膜制成的袋内,如图所示,放置2 min后,取少量半透膜外的液体置于试管中,放于暗处,用一束强光从侧面照射,观察 (填“有”或“无”)丁达尔现象;再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,可观察到的现象为 。
(3)将半透膜内的液体倒入U形管中,如图所示,在液体上方加入少量电解质溶液以保护胶体,接通直流电后,观察到的现象是 (填“阴”或“阳”)极附近液体的颜色逐渐变深,其原因是 。
【答案】(1)氯化铁(或FeCl3) 液体呈红褐色 FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(2)无 有白色沉淀生成
(3)阴 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场作用下向阴极移动
【解析】(2)胶体粒子不能透过半透膜,因此半透膜外的液体为溶液,所以无丁达尔现象;因膜外液体中含有Cl-,所以加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液会出现白色沉淀。
(3)Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场作用下发生电泳现象。带正电荷的胶粒向阴极移动,故阴极附近液体的颜色逐渐加深。
【变式3-2】某化学兴趣小组的同学按照下面的实验方法制备氢氧化铁胶体:首先取少量蒸馏水于洁净的烧杯中,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液。继续煮沸至液体呈透明的红褐色。反应原理为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
(1)判断胶体的制备是否成功,可利用胶体的
___________________________________________________________
(2)在做制备氢氧化铁胶体的实验时,有些同学没有按要求进行,结果没有观察到胶体,请你预测其现象并分析原因:
①甲同学没有选用饱和氯化铁溶液,而是将稀氯化铁溶液滴入沸水中,结果没有观察到__________________________________,其原因是___________________________。
②乙同学在实验中没有使用蒸馏水,而是用自来水,结果会______________________________,
原因是_________________________________________________________。
③丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液后,长时间加热,结果会__________________________________,
原因是_____________________________。
(3)丁同学按要求制备了Fe(OH)3胶体,但是他又向Fe(OH)3胶体中逐滴加入了稀H2SO4溶液,结果出现了一系列变化。
①先出现红褐色沉淀,原因是
____________________________________________________________。
②随后沉淀溶解,此反应的离子方程式是
_____________________________________________________________
【答案】(1)丁达尔效应
(2)①红褐色液体 FeCl3溶液浓度太小,生成的Fe(OH)3太少 ②生成红褐色沉淀 自来水中含有电解质,胶体发生聚沉 ③生成红褐色沉淀 长时间加热使胶体发生聚沉
(3)①电解质H2SO4使Fe(OH)3胶体聚沉而产生沉淀
②Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
【解析】(2)①若用稀FeCl3溶液,则水解产生的Fe(OH)3的量太少,看不到红褐色液体;②自来水中含有较多的电解质,使胶体发生聚沉;③长时间加热使胶体发生聚沉。(3)加入稀H2SO4后,Fe(OH)3胶体会发生聚沉而产生红褐色沉淀,随后H2SO4会与Fe(OH)3发生中和反应,使沉淀溶解。
基础达标
1.下列关于胶体的说法不正确的是
A.直径为的“钴钛菁”分子分散在水中形成胶体,该分子直径比Na+的直径大
B.丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法
C.可以用滤纸分离除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3
D.实验室制Fe(OH)3胶体的原理是
【答案】C
【详解】A.胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系;溶液是分散质粒子大小于1nm的分散系,直径为的“钴钛菁”分子分散在水中形成胶体,该分子直径比Na+的直径大,A正确;
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,而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应,丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法,B正确;
C.胶体、溶液中分散质粒子直径小于滤纸孔径,二者都能透过滤纸,达不到提纯的目的,C错误;
D.制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色,,D正确;
故选C。
2.下列关于胶体和溶液的叙述,正确的是
A.胶体带电荷,溶液不带电荷
B.胶体和溶液的本质区别是分散质粒子直径大小不同
C.向沸水中滴加稀溶液,继续煮沸,即制得胶体
D.向胶体中逐滴滴入饱和食盐水,无明显现象
【答案】B
【详解】A.胶体本身不带电荷,其粒子带电,而溶液中的离子带电但整体呈中性,A错误;
B.胶体和溶液的本质区别是分散质粒子直径大小不同(胶体1-100 nm,溶液<1 nm),B正确;
C.制备胶体应向沸水中滴加饱和溶液,当溶液变为红褐色时应停止加热,继续煮沸会导致胶体聚沉,C错误;
D.饱和食盐水含电解质,会使Fe(OH)3胶体聚沉,出现沉淀,D错误;
故选B。
3.根据分散质粒子的直径大小对分散系进行分类,分散质粒子的直径为1~100nm的分散系属于
A.悬浊液 B.乳浊液 C.溶液 D.胶体
【答案】D
【详解】分散系根据分散质粒子大小分为溶液()、胶体()和浊液()。悬浊液(A)、乳浊液(B)属于浊液,溶液(C)粒子更小,均不符合。题目中粒子直径为1-100nm,属于胶体范围,因此选D。
4.11月12日,辽宁沈阳上空惊现蔚为壮观的长达万米的丁达尔效应。当光束通过下列分散系时,也能产生丁达尔效应的是
A.碘酒 B.H2SO4溶液
C.Fe(OH)3胶体 D.硫酸钡悬浊液
【答案】C
【详解】丁达尔效应是胶体的特性,由胶体粒子对光的散射形成。溶液(如A、B)和悬浊液(如D)的粒子尺寸不符合胶体范围,无法产生该现象。只有Fe(OH)3胶体(C)属于胶体,因此正确。
故答案选C。
5.下列关于溶液和胶体的叙述,正确的是
A.溶液和胶体都是无色的液体
B.通电时,溶液中的溶质粒子分别向两极移动,胶体中的分散质粒子向某一极移动
C.Fe(OH)3悬浊液能产生丁达尔现象
D.一束光线分别通过溶液和胶体时,后者会出现明显的光路,前者则没有
【答案】D
【详解】A.溶液和胶体不一定都是无色的,例如硫酸铜溶液呈蓝色,Fe(OH)3胶体呈红褐色,A错误;
B.溶液中的溶质粒子若为电解质,会向两极移动;但胶体中的分散质粒子带电时仅向某一极移动(如Fe(OH)3胶体带正电,向阴极移动)。若溶质为非电解质(如葡萄糖溶液),溶质粒子不移动,B描述不全面,B错误;
C.丁达尔现象是胶体的特性,悬浊液粒子直径大,无法产生此现象,C错误;
D.胶体可产生丁达尔效应,溶液无此现象,D正确;
故选D。
6.下列说法错误的是
A.江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
B.向胶体中逐滴滴加盐酸,开始产生红褐色沉淀,后沉淀逐渐溶解并消失
C.胶体在通电后可作定向移动,是因为胶体带电
D.可用渗析法分离淀粉胶体和溶液
【答案】C
【详解】A.江河水中的泥沙等胶体粒子,在入海口遇到海水中的电解质,发生聚沉,从而形成三角洲,A正确;
B.向胶体中逐滴滴加盐酸, 盐酸是电解质溶液,先使胶体发生聚沉,产生红褐色沉淀 ,继续滴加盐酸,与盐酸发生中和反应:,沉淀逐渐溶解并消失,B正确;
C.胶体在通电后可作定向移动,是因为胶粒带电,而胶体是呈电中性的,C错误;
D.淀粉胶体粒子不能透过半透膜,溶液中的离子能透过半透膜,所以可用渗析法分离淀粉胶体和溶液,D正确;
7.纳米材料是一类微粒直径为1~100 nm的材料。将纳米分散到水中,能形成外观均匀的分散系。下列对该分散系的叙述错误的是
A.能产生丁达尔效应
B.加入盐酸能发生化学反应
C.在静置状态下很快就会形成沉淀
D.纳米不能透过半透膜
【答案】C
【详解】A.胶体能产生丁达尔效应,A正确;
B.与盐酸反应生成和,B正确;
C.胶体较稳定,静置不会很快形成沉淀,C错误;
D.胶体粒子无法通过半透膜,D正确;
故答案选C。
8.雾霾天气,就是“气溶胶细小粒子在高湿度条件下引发的低能见度事件”,经过国家的大力整治,城市雾霾现象大幅度改善。气溶胶是胶体的一种,下列说法中不正确的是
A.气溶胶的分散剂是气体
B.根据分散质和分散剂的状态,可以将分散系分为9种
C.气溶胶分散质粒子直径在1~100 nm之间
D.气溶胶不能透过滤纸
【答案】D
【详解】A.气溶胶是分散质微粒分散在空气中形成的,空气属于气体,因此分散剂是气体,A正确;
B.根据分散质和分散剂的状态(固、液、气),分散系共有3×3=9种组合,B正确;
C.气溶胶属于胶体,分散质粒子直径在1~100 nm之间,C正确;
D.胶体粒子直径小,可透过滤纸但无法透过半透膜,气溶胶作为胶体,同样能够透过滤纸,D错误;
故选D。
9.某小组研究实验室制备胶体的方法。下列说法不正确的是
序号
1
2
实验
现象
液体变为红褐色后,停止加热,有明显的丁达尔效应,冷却后仍为红褐色
液体变为红褐色后,停止加热,有明显的丁达尔效应,冷却后溶液变黄
A.对比实验可知,制备胶体选用饱和溶液效果更好
B.实验1中液体变红褐色后,持续加热可观察到红褐色沉淀
C.实验1产生丁达尔效应的本质是其粒子直径介于
D.对比实验可知,造成实验现象差异的原因一定是酸根离子不同
【答案】D
【分析】氯化铁制取胶体的方程式为:,硫酸铁制取胶体方程式为:,冷却后硫酸溶解Fe(OH)3胶体,溶液变黄,据此分析作答。
【详解】A.对比实验可知,用FeCl3饱和溶液制备的Fe(OH)3胶体冷却后能够稳定存在,而用饱和Fe2(SO4)3制备的Fe(OH)3胶体冷却后不能够稳定存在,又转化为Fe3+,故制备Fe(OH)3胶体选用饱和FeCl3溶液效果更好,A正确;
B.实验1产生氢氧化铁胶体,持续加热会导致胶体聚沉,观察到红褐色沉淀,B正确;
C.分散质微粒直径,小于1nm的形成分散系为溶液,大于100nm为浊液,1-100nm的为胶体,胶体微粒的大小决定了它可以产生丁达尔效应,C正确;
D.氯化铁和硫酸铁饱和溶液在相同条件下的浓度不同,因此两种饱和溶液中硫酸根离子不同,铁离子也不同,不能得出该结论,D错误;
故选D。
10.下列关于溶液和胶体的说法错误的是
A.二者均为澄清透明的混合物,可用丁达尔效应来鉴别
B.在通电条件下,二者分散系中的微粒均可发生定向移动
C.用含的溶液可恰好制得胶粒
D.与水反应可生成胶体,故可用作净水剂
【答案】C
【详解】A.溶液和胶体均为澄清透明的混合物,胶体能产生丁达尔效应而溶液不能,因此可用丁达尔效应鉴别,故A正确;
B.溶液中Fe3+和Cl⁻为带电荷的离子,因此通电时会发生定向移动;胶体的胶粒带正电,通电时也会定向移动(电泳),故B正确;
C.水解生成胶体的反应是可逆的,无法完全转化,且每个胶粒由多个分子聚集而成,胶粒数远小于0.1mol,故C错误;
D.与水反应生成的胶体能吸附水中悬浮杂质,起到净水作用,故D正确;
故答案选C。
综合应用
11.如图是一种“纳米药物分子运输车”,其中,有机物外壳由葡萄糖、酒精等这类含碳化合物组成,该技术可提高肿瘤的治疗效果。(已知:)下列说法正确的是
A.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,加热至液体呈红褐色,即得到Fe(OH)3胶体
B.该“纳米药物分子运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
C.Fe(OH)3胶体表面积较大,可用于水体的杀菌消毒
D.、都属于碱性氧化物
【答案】A
【详解】A.制Fe(OH)3 胶体,饱和FeCl3溶液滴入沸水,加热至液体呈红褐色(反应:),操作正确,A正确;
B.胶体中分散质粒子直径在1~100nm之间,而该“纳米药物分子运输车”直径为200nm,大于胶粒直径,则其分散于水中所得的分散系不属于胶体,B错误;
C. Fe(OH)3 胶体作用是表面积大,可吸附杂质(净水),但无强氧化性,不能杀菌消毒,C错误;
D.属于金属氧化物,其和酸反应生成两种盐,不属于碱性氧化物,属于非金属氧化物,其和碱反应生成盐和水,为酸性氧化物,D错误;
故选A。
12.下列事实与胶体性质无关的是
A.食品加工厂利用豆浆中加入盐卤做豆腐
B.明矾可以净水
C.将植物油倒入水中用力搅拌可形成油水混合物
D.一束平行光线通过蛋白质溶液,从侧面可以看到一条光亮的通路
【答案】C
【详解】A.盐卤中的电解质使豆浆(胶体)发生聚沉,与胶体性质有关,A不符合题意;
B.明矾水解生成Al(OH)3胶体吸附杂质,与胶体性质有关,B不符合题意;
C.植物油与水混合形成乳浊液,乳浊液粒子较大(>100nm),静置会分层,与胶体性质无关,C符合题意;
D.蛋白质溶液属于胶体,产生丁达尔效应,与胶体性质有关,D不符合题意;
故选C。
13.下列说法中错误的是
A.向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体
B.Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液两者可用丁达尔效应鉴别
C.明矾能生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
D.可见光束通过淀粉溶液不会产生丁达尔效应
【答案】D
【详解】A.向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体。此描述符合胶体制备的正确方法(饱和FeCl3溶液滴入沸水后加热至红褐色),A正确;
B.Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液可用丁达尔效应鉴别。胶体具有丁达尔效应,溶液无此现象,B正确;
C.明矾水解生成Al(OH)3胶体,吸附杂质净化水,C正确;
D.淀粉溶液属于胶体,可见光束通过时会产生丁达尔效应,D错误;
故选D。
14.磁流体是电子材料的新秀。在一定条件下,将含等物质的量的和的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,可得到分散质粒子大小在36~55nm之间的黑色磁流体。下列说法中正确的是
A.所得的分散系属于悬浊液
B.所得的分散系中分散质为Fe2O3
C.用光束照射该分散系能产生丁达尔效应
D.分散系为胶体,分散质粒子大小即Fe(OH)3分子直径
【答案】C
【详解】A.分散质粒子大小在36~55nm之间,属于胶体范围,悬浊液粒子大于100nm,A错误;
B.Fe2O3为红褐色,而磁流体为黑色,分散质不可能是Fe2O3,B错误;
C.胶体具有丁达尔效应,用光束照射该分散系会产生此现象,C正确;
D.胶体分散质是大量胶粒集合体,并非单个Fe(OH)3分子,D错误;
故选C。
15.《自然》科学杂志在线发表武汉大学病毒学国家重点实验室主任蓝柯教授领衔的抗疫科技攻关团队的最新研究成果,论文题为《武汉两所医院的新冠病毒气溶胶动力学分析》,并作为亮点论文进行推荐。下列有关胶体的说法错误的是
A.空气、有色玻璃、淀粉溶液都属于胶体 B.胶体和溶液分散质粒子直径比浊液小
C.氢氧化铁胶体带正电,土壤胶体带负电 D.胶体都是混合物,实验室常利用渗析法提纯胶体
【答案】C
【详解】A.空气中含有小液滴与固体悬浮物,属于气溶胶;有色玻璃(固溶胶)和淀粉溶液(液溶胶)属于胶体,A正确;
B.胶体和溶液的分散质粒子直径均小于浊液,B正确;
C.胶体整体电中性,带电的是胶体粒子(如氢氧化铁胶体胶粒带正电,土壤胶粒带负电),C错误;
D.胶体为混合物,渗析法利用半透膜提纯胶体,D正确;
故答案选C。
拓展培优
16.下列关于Fe(OH)3胶体的叙述中,正确的是
A.制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl
B.在制备Fe(OH)3胶体的实验中,加热煮沸时间越长,越有利于胶体的生成
C.用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时,产生的现象相同
D.Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降,达到净水目的
【答案】D
【详解】A.胶体不是沉淀,化学方程式中不能加沉淀符号,化学方程式是FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,A错误;
B.制备胶体时,加热时间过长,胶体可能聚沉,B错误;
C.胶体能产生丁达尔效应,而溶液不能产生丁达尔效应,C错误;
D.胶体具有物理吸附作用,能够吸附水中悬浮物,D正确;
17.利用稻壳制备纳米Si的流程如图所示。下列说法错误的是
A.可与HF溶液反应,属于碱性氧化物 B.该流程中与镁发生了置换反应
C.是光纤的主要成分 D.纳米Si不属于胶体
【答案】A
【分析】稻壳在一定条件下制备纳米,纳米和在650℃发生置换反应生成和纳米,加盐酸将转化为,过滤、洗涤、干燥得到纳米。
【详解】A.碱性氧化物是能与酸反应生成盐和水的氧化物,与溶液反应的化学方程式为,生成的不是盐,所以不属于碱性氧化物,A错误;
B.置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,在中,是单质,是化合物,生成的是化合物,是单质,该反应属于置换反应,B正确;
C.光纤的主要成分是,C正确;
D.纳米是纯净物,而胶体是混合物,纳米分散到合适的分散剂中才能形成胶体,D错误;
故答案选A。
18.分类
按照分散系组成部分的状态分类
以分散质和分散剂所处的状态为标准,共有9种组合:
按照分散质粒子大小分类: 。
分散系间的本质区别是分散质粒子的大小不同。分散系的性质,如是否透明、均一、稳定都由此决定。
【答案】溶液;胶体;浊液
【详解】按照分散质粒子大小分类:分散质粒子直径小于1nm的为溶液,大于1nm且小于100nm的为胶体,大于100nm的为浊液。
19.某课外活动小组进行Fe(OH)3胶体的制备实验并检验其性质。
(1)若将饱和FeCl3溶液分别滴入下列物质中,能形成胶体的是_______(填字母)。
A.冷水 B.沸水 C.NaOH浓溶液 D.NaCl浓溶液
(2)现有甲、乙、丙三名同学进行Fe(OH)3胶体的制备:
①甲同学的操作:取一小烧杯,加入40mL蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6 滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至混合液呈红褐色,停止加热。请评价该操作是否正确 。(填“是”或“否”)
②乙直接加热饱和FeCl3溶液,请评价是否正确 。(同上)
③丙向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,为了使反应进行充分,煮沸10分钟,请评价是否正确 。(同上)
(3)①写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式 ;
②证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是 ,该操作利用胶体的性质是 。
(4)Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是_______。
A.Fe(OH)3胶体粒子的直径在1~100 nm之间
B.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.Fe(OH)3胶体是均一的分散系
D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
【答案】(1)B
(2) 是 否 否
(3) FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 让一束可见光通过制得的分散系,从侧面观察到一条光亮的“通路”,说明制得的是胶体 丁达尔效应
(4)A
【详解】(1)实验室制备Fe(OH)3胶体的方法是:将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,故选B;
(2)取一小烧杯,加入40mL蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6 滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至混合液呈红褐色,停止加热,即可制备氢氧化铁胶体,发生反应:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl,所以甲同学的操作正确;
②直接加热饱和FeCl3溶液会促进FeCl3水解,且加热促进HCl挥发,反应生成的氢氧化铁胶体发生聚沉而产生沉淀,不能制得Fe(OH)3胶体,乙同学的操作不正确;
③长时间加热会导致Fe(OH)3胶体聚沉而不能制备Fe(OH)3胶体,应向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,丙同学的操作不正确;
(3)①向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即可制备氢氧化铁胶体,则制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;
②胶体能产生丁达尔效应,证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是:让一束可见光通过制得的分散系,从侧面观察到一条光亮的“通路”,说明制得的是胶体,该操作利用胶体的性质是丁达尔效应;
(4)Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是Fe(OH)3胶体的分散质微粒直径大小在1~100nm之间,故选A。
20.甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作及现象如下:
①将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾;
②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;
③继续加热,出现红褐色沉淀。
(1)上述三种分散系分别属于哪一类 。它们的本质区别是 。
(2)分别用一束光透过①②③三种分散系,会有什么现象 。
(3)向②中滴加稀硫酸会有什么现象 。
(4)乙同学认为向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液可以制取Fe(OH)3胶体,你认为正确吗 。说明原因 。
【答案】(1) ① 溶液、② 胶体、③ 浊液 本质区别是分散质粒子的直径大小
(2)② 中产生一条光亮的通路;① ③无明显现象
(3)先出现红褐色沉淀,然后沉淀慢慢消失。
(4) 不正确 向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的是Fe(OH)3浊液
【详解】(1)① ② ③三种分散系分别为FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液,本质区别是分散质粒子的直径大小;故答案为:① 溶液、② 胶体、③ 浊液;本质区别是分散质粒子的直径大小。
(2)胶体能产生丁达尔效应,溶液和浊液不会产生丁达尔效应;故答案为:② 中产生一条光亮的通路;① ③无明显现象。
(3)硫酸属于电解质,Fe(OH)3胶体会先出现红褐色沉淀,然后沉淀慢慢消失。故答案为:先出现红褐色沉淀,然后沉淀慢慢消失。
(4)向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的为Fe(OH)3浊液。故答案为:不正确;向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的是Fe(OH)3浊液。
21.高铁酸钾()是一种绿色高效的新型净水剂,某实验小组制备的流程如下:
已知:高铁酸盐在酸性或中性溶液中快速产生,在碱性溶液中较稳定。请回答下列问题:
(1)中铁元素的化合价为 价,从物质类别的角度分析,属于 (填标号)。
A.纯净物 B.混合物 C.电解质 D.氧化物 E.盐
(2)若实验需要使用溶液,则配制该溶液的过程中需要使用的硅酸盐仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、 。
(3)过程Ⅰ所涉及的离子方程式 :
_________________________(请配平)。
(4)过程Ⅱ可说明相同条件下,溶解度更大的是 (填“”或“”),从基本反应类型的角度分析,过程Ⅱ所涉及的反应类型为 ;检验滤液中是否含有的操作及现象为用洁净的铂丝蘸取滤液在酒精灯外焰上灼烧, ,则说明含有,反之则无。
(5)若得到()固体,理论上至少需要 。
(6)净水时可以氧化细菌,同时自身转化为胶体,吸附杂质。胶体中,分散质粒子的直径范围为 。
【答案】(1) +6 ACE
(2)玻璃棒、500mL容量瓶
(3)3,2,10,2,3,5
(4) 复分解反应 透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色,若火焰呈紫色
(5)0.3
(6)1~100nm
【分析】NaClO和NaOH混合液与发生反应生成、、, 向溶液加入饱和KOH溶液利用溶解度小于得到。
【详解】(1)中钾的化合价为+1价,氧的化合价为-2价,根据正负化合价为0的原则可知,铁元素的化合价为+6价,从物质类别的角度分析中含有金属阳离子和酸根离子,则属于盐,同时也只有一种物质构成,则属于纯净物,故选ACE;
(2)实验室没有490mL的容量瓶,应该选择500mL的容量瓶,另外配制一定浓度的溶液时需要的硅酸盐仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、500mL的容量瓶,则答案为:玻璃棒、500mL的容量瓶;
(3)该离子方程式中,次氯酸根中的氯得到电子,其还原产物为氯离子,+3价铁失去电子,生成高铁酸根离子,根据氧化还原反应中得失电子守恒的原则可知,配平后的方程式为:210235,故答案为:3,2,10,2,3,5;
(4)过程Ⅱ高铁酸钠和氢氧化钾反应生成了高铁酸钾固体,则说明高铁酸钾溶解度更小,即溶解度更大的是;过程Ⅱ中两种化合物互相交换成分生成新的化合物,反应类型为复分解反应;检验钾离子可以用焰色实验,观察焰色时要注意透过蓝色钴玻璃,故答案为:;复分解反应;透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色,若火焰呈紫色;
(5)根据反应,则若制得,即0.2mol,理论上消耗0.3;
(6)胶体中分散质粒子的直径在1~100nm之间,
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