内容正文:
第2课时
一种重要的
混合物——胶体
课标定向
1.认识胶体是一种常见的分散系。能举例说明胶体的典型特征。(宏观辨识与微观探析)
2.能有意识地运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论(如雾霾防治等)。(科学态度与社会责任)
学习任务一 胶体的性质及应用
【新知导学】
一、分散系
二、胶体
1.概念
分散质是微粒直径介于_________的分散系。
2.分类
依据分散剂状态分为气溶胶、液溶胶、固溶胶。
[提醒]烟、云、雾的分散剂为空气,为气溶胶;淀粉水溶液、鸡蛋白溶液分散剂为水,属于液溶胶;烟水晶、玛瑙、有色玻璃均为固溶胶。
1~100 nm
3.性质及应用
(1)渗析
①原理:
②应用:分离提纯胶体。
(2)丁达尔现象(或丁达尔效应)
①原理:
现象:碘化银胶体中呈现光亮的“通路”。
②应用:用于区分胶体与溶液。
[思考]胶体产生丁达尔现象的本质原因是什么?
提示:胶体分散质粒子的微粒直径介于1~100 nm。
(3)吸附性
胶体分散质具有巨大的_________,形成较强的_________,吸附水中的
色素、悬浮固体等。
如明矾净水就是利用氢氧化铝胶体的吸附作用。
比表面积
吸附能力
【教材微拓】(溯源教材·P49拓展视野)
胶体的聚沉和电泳
【合作探究】
【探究】胶体的性质
[情境]将Fe(OH)3胶体加入U形管中,通上直流电后,如图所示:
(1)将液体加入U形管中,通上直流电后,你会看到什么现象?原因是什么?
提示:通电前,U形管内红褐色液面相平;通电后,U形管内红褐色液面左高右低;因为Fe(OH)3胶粒带正电荷,向与直流电源负极相连的一极移动。
(2)向Fe(OH)3胶体中加入Na2SO4溶液,会观察到什么现象?
提示:胶体发生聚沉,有沉淀析出。
(3)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,酸与碱发生中和反应,Fe(OH)3沉淀又溶解。
【总结升华】
1.溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
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 <1 nm 1~100 nm >100 nm
外部特征 均一、透明、
稳定 均一、透明、
较稳定 不均一、不透明、不
稳定
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质能否
透过滤纸 能 能 不能
分散质能否
透过半透膜 能 不能 不能
实例 碘酒、蔗糖
溶液、盐酸、
酒精溶液 豆浆、云、雾、
烟、淀粉溶液、
蛋白质溶液 泥浆、油水混合物、
氢氧化铁的悬浊液
2.使胶体聚沉的方法
【即学即练】
1.易错辨析
(1)胶体与溶液的本质区别是丁达尔现象。( )
提示: 胶体与溶液的本质区别是分散质的微粒直径大小。
(2)根据分散质的状态将胶体分为气溶胶、液溶胶和固溶胶。( )
提示:根据分散剂的状态将胶体分为气溶胶、液溶胶和固溶胶。
(3)溶液无色透明而胶体一定有颜色。( )
提示:溶液和胶体都可以有颜色,如Fe(OH)3胶体为红褐色。
(4)纳米材料的微粒直径大约为几十纳米,所以纳米材料属于胶体。( )
提示:将纳米材料分散到分散剂中形成的混合物才属于胶体。
×
×
×
×
2.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.豆浆
【解析】选A。A为悬浊液,B、D为胶体,C为溶液。
3.漆黑的夜晚,我们在公路上经常能看到行驶的汽车前面有两道移动的光柱,这就是气溶胶发生的丁达尔现象,下列说法不正确的是 ( )
A.胶体和溶液都是混合物,它们属于不同的分散系
B.胶体分散质的粒子直径介于1~100 nm
C.气溶胶的分散质可以是液体也可以是固体
D.胶体经可见光照射后会产生沉淀
【解析】选D。胶体和溶液均属于混合物,但分散质粒子直径不同,属于不同的分散系,A正确;分散质粒子直径在1~100 nm的分散系属于胶体,B正确;气溶胶的分散剂是气体,分散质可能是液体如云、雾,也可能是固体如烟,C正确;胶体是均一、稳定的分散系,经可见光照射后不会产生沉淀,D错误。
学习任务二 胶体的制备及提纯
【新知导学】
一、Fe(OH)3胶体的制备
1.操作:向20 mL煮沸的蒸馏水中滴加几滴 FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色后立即停止加热。
2.图示
反应的化学方程式为_______________________________________
FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl
二、胶体的提纯——渗析
1.实验装置
2.操作:取适量制得的Fe(OH)3胶体放进半透膜制成的袋内,浸泡在蒸馏水中,一段时间后更换蒸馏水,重复几次。
离子能自由穿过半透膜,因此需要将穿过半透膜的离子及时分离出
【合作探究】
【探究】胶体的制备及分离提纯
[情境]将少量饱和FeCl3溶液分别滴加到下列物质中,得到三种分散系,完成相关问题:
甲:饱和FeCl3溶液滴到冷水中;
乙:饱和FeCl3溶液滴到NaOH溶液中;
丙:饱和FeCl3溶液滴到沸水中,继续加热煮沸得到红褐色透明液体。
(1)以上三种操作得到的分散系中,分散质粒子直径最大的是哪一个?
提示:甲中饱和氯化铁溶液滴到冷水中形成溶液;乙中饱和FeCl3溶液滴到NaOH溶液中生成红褐色的氢氧化铁沉淀,为悬浊液;丙中饱和氯化铁溶液滴到沸水中继续加热煮沸会形成胶体。三种分散系里,浊液的分散质粒子直径大于100 nm,胶体中的胶粒直径介于1~100 nm,溶液中溶质微粒直径小于1 nm,所以分散质粒子直径最大的是乙。
(2)判断丙中是否成功制备胶体的操作方法是什么?
提示:用一束光照射所得的液体,从侧面观察分散系,若有一条光亮的“通路”出现,就证明产生了胶体。
(3)可用如图所示的装置除去Fe(OH)3胶体中的杂质离子来提纯Fe(OH)3胶体,实验过程中需不断更换烧杯中的蒸馏水。更换蒸馏水若干次后,取少量烧杯中的液体,向其中加入AgNO3溶液,出现什么现象说明该Fe(OH)3胶体中的杂质离子已经完全除去?
提示:氢氧化铁胶体中混有Cl-,半透膜允许溶液中的粒子通过,胶体粒子不能通过。取少量烧杯中的液体,向其中加入AgNO3溶液,若不产生白色沉淀,说明最后一次溶液中无Cl-,说明该Fe(OH)3胶体中的杂质离子已经完全除去。
【总结升华】
1.胶体的制备方法
(1)机械法:用特殊的机械加工方法将固体物质加工成纳米级(1 nm=10-9 m)的超细粉末,该方法目前常用于纳米材料的生产。
(2)溶解法:如淀粉、蛋白质等有机大分子溶解于水中直接得到胶体。如淀粉胶体、蛋白质胶体。
(3)反应法:如Fe(OH)3(胶体)、AgI(胶体)的制备等。
①将饱和氯化铁溶液滴入沸水制得Fe(OH)3(胶体);
②向过量的0.01 mol·L-1碘化钾溶液中滴入少量相同浓度的硝酸银溶液,边滴加边振荡,即得淡黄色的碘化银胶体:AgNO3+KI===AgI(胶体)+KNO3 。
2.胶体与悬浊液、胶体与溶液的分离
分离物质 胶体和悬浊液 胶体和溶液
分离方法 过滤 渗析
原理 悬浊液中的分散质微粒不能透过滤纸,而胶体分散质微粒可以透过滤纸 胶体分散质微粒不能透过半透膜,溶液中的溶质微粒能透过半透膜
【即学即练】
1.易错辨析
(1)Fe(OH)3胶体制备的原理是FeCl3+3H2O Fe(OH)3↓+3HCl。( )
提示:该过程中生成的是氢氧化铁胶体,而不是氢氧化铁沉淀。
(2)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液逐滴滴入沸水中至液体
呈红褐色为止。( )
提示:三氯化铁溶液过量可能会引起胶体聚沉。
×
√
(3)检验氢氧化铁胶体中氯离子是否除净,可以向半透膜袋中滴加硝酸银
溶液。( )
提示:不能向半透膜袋内滴加硝酸银溶液,氢氧化铁胶体中滴加电解质溶液会引起胶体的聚沉,从而干扰实验。
×
2.(2025·枣庄高一检测)如图所示的实验进行一段时间后,只取烧杯内的液体进行分析,下列描述合理的是 ( )
A.滴入几滴碘水,溶液变蓝色
B.滴入几滴AgNO3溶液,有白色沉淀产生
C.光束通过时可产生丁达尔现象
D.烧杯内半透膜外的NaCl不能进入半透膜
【解析】选B。烧杯内的液体为NaCl溶液,滴入几滴碘水溶液不变蓝,A错误;烧杯内的液体为NaCl溶液,滴入几滴AgNO3溶液生成AgCl白色沉淀,B正确;烧杯内的液体为NaCl溶液,不能产生丁达尔现象,C错误;烧杯内的液体为NaCl溶液,NaCl溶液能够透过半透膜,D错误。
3.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%白磷的乙醚溶液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 K2CO3溶液0.6 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,可发生丁达尔现象。
(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)分散系中形成一条光亮的通路
(3)渗析 (4)不能
课堂检测
1.(2025·福州二中高一月考)气溶胶属于胶体的一种。下列关于胶体的叙述,正确的是 ( )
A.依据丁达尔现象可将分散系分为溶液、胶体与浊液
B.胶体的本质特征是具有丁达尔现象
C.雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔现象
D.溶液中溶质微粒的运动有规律,胶体中分散质微粒的运动无规律
【解析】选C。不同分散系是以分散质微粒的直径大小来区分的,A错误;胶体的本质特征是其分散质微粒的直径介于1~100 nm,B错误;雾是一种气溶胶,属于胶体,因此在阳光下可观察到丁达尔现象,C正确;溶液中溶质微粒的运动是无规律的,D错误。
2.下列液体中,不会出现丁达尔现象的是 ( )
①氢氧化铁胶体 ②CuSO4溶液 ③云、雾
④蔗糖溶液 ⑤FeCl3溶液 ⑥有色玻璃
A.②④⑤⑥ B.①③⑥ C.②④⑤ D.①③
【解析】选C。①氢氧化铁胶体、③云、雾、⑥有色玻璃均属于胶体,均会产生丁达尔现象,②CuSO4溶液、④蔗糖溶液、⑤FeCl3溶液均为溶液分散系,都不会产生丁达尔现象。
3.(双选)下列叙述正确的是 ( )
A.分散质粒子的直径介于10-9~10-7 m的分散系称为胶体
B.用过滤的方法可以将胶体和溶液分离
C.利用丁达尔现象可以区分溶液与胶体
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔现象
【解析】选A、C。胶体是一类分散质粒子的直径介于10-9~10-7 m的分散系,A项正确;胶体和溶液都能透过滤纸,无法将二者分离,B项错误;丁达尔现象是区分溶液与胶体的简单、便捷的方法,C项正确;胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径在10-9~10-7 m,D项错误。
4.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 ( )
A.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
B.江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
C.水泥厂、冶金厂用高压电作用于气溶胶以除去烟尘,利用了电泳原理
D.当可见光束通过鸡蛋清水溶液时,不能观察到丁达尔现象
【解析】选D。血液是胶体,用微波手术刀进行手术,可使开刀处的血液迅速凝固,属于胶体的聚沉,故A正确;江河入海口三角洲的形成与胶体的聚沉有关,故B正确;烟尘是气溶胶,胶体的分散质微粒在电场中发生定向移动,利用了电泳原理,故C正确;鸡蛋清水溶液是胶体,能产生丁达尔现象,故D错误。
【题后归纳】胶体性质在生活生产中的应用
(1)农业生产:土壤的保肥作用。土壤里许多物质如黏土、腐殖质等常以胶体的形式存在。
(2)医疗卫生:血液透析、血清纸上电泳、利用电泳分离蛋白质。
(3)日常生活:制豆腐原理(胶体的聚沉)和豆浆、牛奶、粥、明矾净水,都跟胶体有关。
(4)自然现象:江河入海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成的胶体发生聚沉。
(5)工业生产:制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水,利用电泳原理除去矿物粉尘,进行电泳电镀等。
【深挖掘·教材激活】
5.(溯源教材·P47联想·质疑)清晨,当你漫步在树林,你会看到缕缕阳光穿过林木的枝叶铺洒在地面上。
(1)清晨缕缕阳光穿过林木的枝叶铺洒在
地面上的原因?中午为什么就没此种现象了?
提示:清晨,树林的空气中水汽重,形成了气溶胶,
而中午空气干燥,就难有丁达尔现象。
(2)空气是胶体吗?
提示:不是,空气是混合物,不是胶体,空气中分散质的粒子直径介于
1~100 nm时所形成的分散系为胶体。
(3)若由于空气中分散的是固体小颗粒形成上述现象,采用高压除尘的方法可以净化该空气,该净化方法利用的是胶体的哪一种性质?
提示:电泳现象。
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