内容正文:
第2课时 一种重要的混合物——胶体
学习目标
核心素养
1.基于物质的分类观,知道胶体是一种重要的分散系。
2.实验探究胶体的丁达尔现象、聚沉等性质。
3.能列举生活中胶体的实例,了解胶体在科技、生产、生活中的应用,体会胶体的社会价值。
1.查阅资料进一步认识胶体中微粒的大小,并且进行比较;了解渗析这项新技术,与现代化学前沿联系。
2.调查日常生活中与胶体有关的物质,简要说明胶体的广泛应用。
知识点 多角度认识一种重要的混合物——胶体
1.认识几类分散系
一种(或几种)物质分散到另一种物质里
形成混合物 2.胶体
(1)概念:分散质微粒直径介于1~100_nm的分散系。
(2)性质和应用
②电泳
③聚沉
3.胶体的净化
渗析:利用半透膜将胶体与溶液分离的方法。
[互动探究]
1.溶液、胶体、浊液这三种分散系的根本区别是什么?
提示:分散质微粒直径的大小。
2.胶体是否一定是液态?胶体的丁达尔现象是物理变化还是化学变化?
提示:不一定,分散质微粒直径介于1~100 nm之间的分散系称为胶体,与状态无关,如云、雾、烟都是胶体。胶体的丁达尔现象是分散质微粒对可见光散射而形成的,是物理变化。
3.清晨,当鲜红的太阳从地平线升起时,你漫步在茂密的森林里,会看到缕缕霞光穿过树木的枝叶斑驳地铺洒在地面上;当你傍晚走在乡间的小路上,会看到绚丽多彩的晚霞。
(1)这些美景的产生与什么有关?
(2)生活中还有哪些现象与上述现象产生的原因相同?
提示:(1)这些美景的产生与空气中的胶体有关,该现象为丁达尔效应。
(2)大雾天气汽车灯、放映机产生的光路等现象与上述现象产生的原因相同。
4.豆腐是很多人喜爱的食品之一,那么豆腐是怎样做成的呢?把黄豆浸在水里泡胀变软后,在石磨盘里磨成豆浆,再滤去豆渣煮开。这时候,黄豆里的蛋白质团粒被水簇拥着不停地运动,仿佛在豆浆桶里跳起了集体舞,聚不到一块儿形成了胶体。要使胶体变成豆腐必须点卤。点卤用盐卤或石膏,盐卤主要含氯化镁,石膏是硫酸钙,它们能使分散的蛋白质团粒很快地聚集到一块儿,形成白花花的豆腐脑,再挤出水分,豆腐脑就变成了豆腐。
(1)什么是胶体?
(2)上述“盐卤点豆腐”是利用了胶体什么性质?
提示:(1)胶体是指分散质微粒直径在1~100 nm的分散系。
(2)“盐卤点豆腐”利用了胶体聚沉的性质。
5.分离胶体与溶液的混合物,能用过滤的方法吗?
提示:不能。因为胶体粒子、溶液中的溶质微粒都能通过滤纸。
6.除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙采用什么方法?
提示:根据三种分散系中粒子的直径大小、结合滤纸的孔隙大小可知,溶液、胶体中的分散质粒子能透过滤纸,浊液不能透过,因此除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙时应用过滤的方法。
1.溶液、胶体和浊液三种分散系的比较
分散系
溶液
浊液
胶体
分散质微
粒的直径
<1 nm
>100 nm
1~100 nm
分散质
微粒
单个小分
子或离子
巨大数目的
分子集合体
高分子或许多分子集合体
性
质
外观
均一、透明
不均一、
不透明
较均一、
透明
稳定性
稳定
不稳定
介稳体系
能否透
过滤纸
能
悬浊液不能,
乳浊液能
能
能否透
过半
透膜
能
不能
不能
2.
分离物质
胶体和悬浊液
胶体和溶液
方法
过滤
渗析
装置
续表
操作要领
一贴:滤纸紧贴漏斗内壁
二低:滤纸边缘低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘
三靠:烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒下端靠在三层滤纸处、漏斗的下端紧靠烧杯内壁
①半透膜不能破损,且袋口要扎紧;
②浸没半透膜袋的水要用蒸馏水;
③要不断更换蒸馏水或把半透膜袋放入流动的水中
原理
悬浊液的微粒不能透过滤纸,胶体的微粒可以透过滤纸
胶体的微粒不能透过半透膜,溶液中的微粒可以透过半透膜
(源于教材P49T5)下列现象或新技术应用中,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.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
C.清晨,在茂密的树林中,常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱
D.肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用血液透析进行治疗
思路点拨:解答本题应注意以下两点:(1)明确氢氧化铁胶体的制备方法。(2)明确胶体的性质及应用。
解析:选A A项为FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl,即生成沉淀而非胶体;血液是胶体,B项是胶体的聚沉;C项为胶体的丁达尔效应;D项为血液的渗析,有毒物质可透过半透膜与血液分离,而血液中的蛋白质等分散质粒子不能透过半透膜仍留在血液中。
【合作探究】
(1)若将A项中的“NaOH溶液”改为“水”,能否得到氢氧化铁胶体?
提示:否。饱和氯化铁溶液逐滴加入“沸水”中继续加热至液体变红褐色,才得到氢氧化铁胶体。
(2)上题中属于物理变化的选项是________。
提示:BCD。上题B、C中胶体分别发生聚沉、丁达尔效应,D中操作属于渗析,都属于物理变化。
自学检测
1.下列关于氢氧化铁胶体叙述不正确的是( )
A.鉴别氢氧化铁胶体和氯化钠溶液用丁达尔效应
B.向氢氧化铁胶体中加入硫酸溶液现象是先沉淀后沉淀消失
C.除去氢氧化铁胶体中的铁离子用渗析的方法
D.制备氢氧化铁胶体用氯化铁溶液和氢氧化钠溶液混合制取
解析:选D 胶体可发生丁达尔效应,而溶液不能,A正确;向Fe(OH)3胶体中加入H2SO4时,首先发生胶体的聚沉而产生沉淀,后发生酸碱中和反应沉淀消失,B正确;胶体粒子不能透过半透膜,而Fe3+可透过半透膜,可用渗析法提纯胶体,C正确;制备Fe(OH)3胶体应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,若将FeCl3溶液与NaOH溶液混合,得到的是Fe(OH)3沉淀,D错。
2.从①渗析、②聚沉、③丁达尔效应、④凝胶、⑤电泳中选出适当的序号填入下列每小题后面的空格中:
a.在肥皂水中透过强光,可见到光带,这种现象称为________。
b.在Fe(OH)3胶体中加入(NH4)2SO4,产生红褐色沉淀,这种现象叫做________。
c.在水泥厂和冶金厂常用高压电对气溶胶作用,除去大量烟尘,以减小对空气的污染。这种做法应用的主要原理是________。
解析:a.在肥皂水中透过强光,可见到光带是胶体的丁达尔效应;b.在Fe(OH)3胶体中加入(NH4)2SO4,产生红褐色沉淀的现象是胶体的聚沉;c.用高压电对气溶胶作用,除去大量烟尘的原理是电泳。
答案:a.③ b.② c.⑤
1.下列分散系最稳定的是( )
A.氯化钠溶液 B.淀粉胶体
C.黄河水 D.农药乳液
答案:A
2.下列分散系能产生“丁达尔效应”的是( )
A.氢氧化铁胶体 B.稀硫酸
C.食盐 D.葡萄糖溶液
解析:选A 丁达尔效应是胶体特有的性质,溶液不具有。
3.往沸水中滴加几滴饱和FeCl3溶液,制得Fe(OH)3胶体,则所得分散系( )
A.分散质为FeCl3
B.分散剂为Fe(OH)3
C.分散质微粒小于1 nm
D.具有丁达尔效应
解析:选D Fe(OH)3胶体的分散质微粒是许多Fe(OH)3微粒的集合体,分散剂是水,微粒直径在1~100 nm之间,胶体具有丁达尔效应。
4.下列关于Fe(OH)3胶体的说法错误的是( )
A.Fe(OH)3胶体属于混合物
B.可利用丁达尔效应区分FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体
C.可利用渗析的方法除去Fe(OH)3胶体中少量的FeCl3
D.制备Fe(OH)3胶体时应向沸水中滴加FeCl3溶液并快速搅拌
解析:选D 制备Fe(OH)3胶体时不能搅拌,否则会形成Fe(OH)3 沉淀。
5.下列事实与胶体性质无关的是( )
A.明矾用作净水剂
B.在豆浆里加入盐卤做豆腐
C.清晨在密林中看到缕缕光束
D.向三氯化铁溶液中滴加氢氧化钠溶液时产生红褐色沉淀
解析:选D A项.明矾用作净水剂是由于明矾溶于水能够形成吸附能力很强的氢氧化铝胶体;B项.在豆浆里加入盐卤利用的是胶体的聚沉;C项.清晨在茂密的森林里看到的缕缕光束是薄雾形成的丁达尔效应;D项.向三氯化铁溶液里加入氢氧化钠溶液时产生红褐色沉淀,是因为二者发生复分解反应生成了氢氧化铁沉淀,与胶体无关。
6.清晨,阳光射入密林中的现象如图。请分析其中的道理,然后完成下列问题。
(1)图中的现象在化学上称作________,这说明森林中的空气具有________的性质。
(2)产生上述现象的根本原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)此现象在化学上可用来________________________________________________________________________。
解析:该现象为丁达尔效应,为胶体的性质。
答案:(1)丁达尔效应 胶体 (2)空气中含有的胶体粒子的直径大小介于1 nm~100 nm,能使光产生散射 (3)鉴别胶体和溶液
方法总结
即从物质的分类观点将分散系依据分散质微粒直径大小分成溶液、胶体和浊液,根据同类物质具有相似性质,推测证明胶体具有丁达尔现象、电泳、聚沉等性质。
(1)胶体、溶液、浊液都呈电中性,胶体中的分散质微粒可能带正电或负电,不能说胶体带电。
(2)胶体性质相对稳定,浊液不稳定。
(3)胶体中的分散质微粒不能透过半透膜,但可透过滤纸。溶液中的分散质可透过滤纸和半透膜,悬浊液中的分散质不能透过滤纸和半透膜。
(4)制备胶体时不能搅拌,否则可能会使胶体聚沉而产生沉淀。K
课时作业(九) 一种重要的混合物——胶体
基础达标练
1.下列分散系中,分散质微粒直径最大的是( )
A.新制氢氧化铜悬浊液
B.淀粉溶液
C.溴的四氯化碳溶液
D.雾
解析:选A A为浊液,C为溶液,B、D为胶体,浊液中分散质微粒直径最大。
2.悬浊液、乳浊液、溶液和胶体( )
A.都是稳定的液体
B.都是透明的液体
C.都是混合物
D.都有丁达尔效应
解析:选C 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。
3.化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是( )
A.六水氯化钙属于混合物
B.葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应
C.食盐水属于浊液
D.氯化铵不属于盐类
解析:选B 六水氯化钙是纯净物,A错误;葡萄糖注射液是溶液,不是胶体,因此不能产生丁达尔效应,B正确;食盐水属于溶液,C错误;氯化铵属于盐类,D错误。
4.关于胶体和溶液的区别,下列叙述中错误的是( )
A.FeCl3溶液与Fe(OH)3胶体的外观都是澄清、透明、均匀的
B.溶液中溶质粒子能通过滤纸,胶体中分散质粒子不能通过滤纸
C.光束通过淀粉溶液时,可以看到一条光亮的“通路”,光束通过蔗糖溶液时,则看不到一条光亮的“通路”
D.溶液最稳定,放置后不会生成沉淀;胶体较稳定,较长时间不会生成沉淀
解析:选B A项,FeCl3溶液与Fe(OH)3胶体均为澄清、透明、均匀的分散系,正确;B项,溶液中溶质粒子和胶体中分散质粒子均能通过滤纸,错误;C项,蔗糖溶液不具有丁达尔效应,而淀粉溶液具有丁达尔效应,正确;D项,溶液最稳定,胶体属于介稳体系,正确。
5.在水泥厂、冶金厂常用高压电作用于气溶胶,以除去大量烟尘,减少烟尘对空气的污染。这种除尘法的原理是( )
A.渗析 B.电泳
C.聚沉 D.丁达尔效应
解析:选B 烟尘是较稳定的气溶胶,难以沉降。根据胶体粒子带电的性质,通电时胶粒在电场力的作用下向某一电极附近运动,使尘粒的浓度不断增大,逐渐结合成较大颗粒沉降于电极附近,这样气体得以净化。此种方法常叫做“静电除尘”,原理是电泳。
6.下列说法正确的是( )
A.泥浆中泥沙是分散质,水是分散剂
B.常用的医用酒精中水是溶质,酒精是溶剂
C.凡是分散质能透过半透膜的分散系都属于胶体
D.碘酒属于胶体
解析:选A B项,医用酒精中水是溶剂,酒精是溶质;C项胶体不能透过半透膜;D项碘酒属于溶液。
7.下列有关胶体的性质说法中正确的是( )
A.溶液澄清透明,胶体浑浊不透明
B.加热和搅拌不可能引起胶体聚沉
C.将一束强光通过淀粉溶液时,能产生丁达尔效应
D.大气中PM2.5(直径≤2.5×10-6 m的可吸入颗 粒),一定属于胶体
解析:选C A项,胶体不一定是浑浊的,错误;B项,加热和搅拌胶体能聚沉,错误;C项,胶体有丁达尔效应,正确;D项,不在胶体的微粒直径范围内,不属于胶体,错误。
8.(双选)磁流体是电子材料的新秀,它既具有固体的磁性,又具有液体的流动性。制备时将含等物质的量的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,随后加入油酸钠溶液,即可生成黑色的、分散质粒子的直径在5.5~36 nm的磁流体。下列说法中正确的是( )
A.所得的分散系属于胶体
B.该分散系能产生丁达尔效应
C.所得的分散系中分散质为红棕色的Fe2O3
D.向分散系中加入NaCl固体,无明显变化
解析:选AB 分散质微粒直径在1~100 nm的分散系属于胶体,A正确;胶体能产生丁达尔效应,B正确;Fe2O3为红棕色,而磁流体为黑色,C错误;该分散系胶粒带电荷,加入NaCl,发生胶体聚沉,D错误。
9.将某溶液逐滴加入Fe(OH)3胶体内,开始时产生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,该溶液是( )
A.2 mol·L-1NaOH溶液
B.2 mol·L-1H2SO4溶液
C.2 mol·L-1MgSO4溶液
D.胶粒带负电荷的硅酸溶胶
解析:选B Fe(OH)3胶体中加入H2SO4溶液后,硫酸可以电离出氢离子和硫酸根离子;而Fe(OH)3胶体也表现出“双重性”:作为胶体,其分散质微粒带少量正电荷,很快被硫酸根离子“中和”,从而沉淀析出;作为一种弱碱,Fe(OH)3又与过量的氢离子反应而逐渐溶解。其他选项只能使Fe(OH)3溶胶发生聚沉作用。
10.用白磷还原法可制得一种金的分散系,该分散系在临床诊断及药物检测等方面有着广泛的应用。其操作步骤如下:
①取20%白磷的己醚溶液0.5 mL,加蒸馏水60 mL。
②先滴加1%氯化金水溶液0.75 mL,再滴加0.1 mol·L-1的K2CO30.6 mL,振荡变成棕红色。
③加热煮沸至溶液变成透明红色。
④分离提纯,除去无机溶质。
所得分散系中,金颗粒直径为5~12 nm。
请回答下列问题:
(1)该分散系属于________,其分散质是________。
(2)用一束强光照射该分散系,从侧面可看到________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④的分离方法是________。
(4)所得红色溶液________(填“能”或“不能”)继续加热。
解析:(1)根据题给信息,所得分散系中分散剂为水,分散质为金颗粒,金颗粒直径为5~12 nm,介于1~100 nm,故该分散系为胶体。(2)用光束照射胶体时,可发生丁达尔效应。(3)分离提纯胶体可采用渗析法。(4)胶体在加热时易发生聚沉,故所得红色溶液不能继续加热。
答案:(1)胶体 金颗粒 (2)分散系中形成一条明亮的“通路” (3)渗析 (4)不能
11.从一种澄清的Fe(OH)3胶体中取出四份,每份5 mL,分装在四支试管中,分别标号。向1号试管中滴加Na2SO4溶液,向2号试管中滴加(NH4)2SO4溶液,将3号试管在酒精灯的火焰上加热,将4号试管留作对比试样。观察各试管内的现象:1号、2号、3号试管内都出现了红褐色的沉淀。请回答下列问题:
(1)1号、2号试管内的红褐色沉淀物的化学式是__________________。
(2)若向3号试管内再加入足量的稀硫酸溶液,发生的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若向4号试管内慢慢滴加稀硫酸溶液,并边滴边振荡试管,直至硫酸过量为止。在此过程中,发生的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)Fe(OH)3胶体中滴加Na2SO4或(NH4)2SO4溶液会发生聚沉生成Fe(OH)3沉淀。(2)加热胶体发生聚沉,产生红褐色沉淀,加入稀硫酸后沉淀溶解,形成棕黄色澄清溶液。(3)Fe(OH)3胶体中滴加稀硫酸溶液先聚沉产生红褐色的沉淀,后来该沉淀又溶解,溶液变澄清。
答案:(1)Fe(OH)3
(2)红褐色沉淀溶解,形成了棕黄色的澄清液体
(3)先产生红褐色的沉淀,后来该沉淀又溶解,溶液变成棕黄色澄清液体
能力提升练
12.我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10-9 m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物内的叶绿素非常相似。下列关于“钴酞菁”的分子的说法中正确的是 ( )
A.在水中所形成的分散系属悬浊液
B.“钴酞菁”分子既能透过滤纸,也能透过半透膜
C.分子直径比Na+小
D.在水中形成的分散系能产生丁达尔效应
解析:选D 人体内的血红素是血液的分散质形成胶体,题中“钴酞菁”与之相似,即为胶体,则依据胶体的性质可知D项正确。
13.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.碘酒属于溶液
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
解析:选B 将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中能制得Fe(OH)3胶体,故A错误;碘酒属于溶液,故B正确;胶体分散质粒子直径小于滤纸孔径,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;煮鸡蛋为胶体变性的过程,故D错误。
14.Ⅰ.取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,使其充分溶解。
(1)上述反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
反应后得到的FeCl3溶液呈________色。
(2)取少量上述溶液,置于试管中,滴入NaOH溶液,可观察到有________色沉淀生成,发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________,
此反应属于________(填基本反应类型)反应。
Ⅱ.(3)在甲烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸直至溶液呈________色,停止加热,即可制得Fe(OH)3胶体。制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)另取乙烧杯,加入20 mL蒸馏水,向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液,振荡均匀后,将乙烧杯与甲烧杯一起置于暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液体,可以看到________烧杯中的液体产生丁达尔效应。这个实验可以用来鉴别________________。
(5)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是________。
A.胶粒直径小于100 nm
B.胶粒带正电荷
C.胶粒做布朗运动
D.胶粒能透过滤纸
(6)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
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
解析:Ⅰ.(1)Fe2O3能溶于盐酸生成盐和水,反应方程式为Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,FeCl3溶液呈棕黄色。
(2)FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,二者发生复分解反应。
Ⅱ.(3)此小题主要考查Fe(OH)3胶体的制备。(4)由胶体和溶液的性质不同,可根据丁达尔效应鉴别二者。(5)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是胶粒带正电荷,互相排斥不易形成沉淀;布朗运动是胶体稳定存在的次要原因。(6)胶体粒子的直径在1~100 nm是胶体的本质特征,决定了胶体的性质。
答案:(1)Fe2O3+6HCl===2FeCl3 +3H2O 棕黄
(2)红褐 FeCl3+3NaOH===3NaCl+Fe(OH)3↓ 复分解
Ⅱ.(3)红褐 FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl (4)甲 胶体和溶液 (5)B (6)A
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