1.1 物质的分类 第2课时(讲义)化学沪科版必修第一册
2026-07-27
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学沪科版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 1.1 物质的分类 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 分散系及其分类 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.61 MB |
| 发布时间 | 2026-07-27 |
| 更新时间 | 2026-07-27 |
| 作者 | 熔岩haha~ |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58985310.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦高中化学“分散系”核心知识点,从分散系概念出发,系统梳理按分散质粒子直径分类(溶液<1nm、胶体1-100nm、浊液>100nm)及按状态分类的9种类型,进而深入胶体本质特征、性质(丁达尔效应、电泳、聚沉等)及氢氧化铁胶体制备,形成递进式学习支架。
该资料突出科学思维与科学探究,通过对比表格构建分散系认知模型,实验部分详细规范氢氧化铁胶体制备操作(如沸水滴加饱和FeCl3溶液、控制加热至红褐色),培养严谨实验态度。随学随练结合生活实例(如明矾净水、制豆腐),课中辅助教师引导探究,课后帮助学生巩固知识、查漏补缺,体现化学与生活联系及科学责任。
内容正文:
第一章
化学研究的天地
第一节 物质的分类
第2课时 分散系
课标要点
1. 能根据分散质粒子直径大小对分散系进行分类(溶液、胶体、浊液),并能准确辨识分散系中的分散质与分散剂。
2. 能通过比较归纳,掌握三种分散系在分散质粒子直径、外观、稳定性、能否透过滤纸及半透膜等方面的区别与联系,建立基于粒径差异认识分散系性质的认知模型。
3. 能通过实验或生活实例,知道胶体具有丁达尔效应、介稳性、电泳、聚沉等性质,并能解释胶体性质在净水、食品加工、医疗卫生、工业生产等方面的实际应用。
4. 能独立完成氢氧化铁胶体的制备实验,准确描述实验操作要点(如沸水中滴加饱和FeCl₃溶液、不宜长时间加热等),并能基于实验现象说明胶体的形成条件。
学习重难点
重点:1.胶体的本质区别。2.胶体的性质。
难点:1.胶体性质的应用。2.Fe(OH)3 胶体的制备。
知识点 分散系
1.概念:______________物质分散到_____________物质中所得到的体系。
2.组成:被分散的物质称为______质,起容纳分散质作用的物质称为____剂,分散系都是_____物。
3.分类:
(1)按照分散质粒子的大小不同(本质区别),分为三种分散系
分散质粒子直径大于_______的分散系是浊液;
分散质粒子直径在___________之间的分散系是胶体;
分散质粒子直径小于________的分散系是溶液。
(2)按照分散质和分散剂的状态,分为9种分散系
如___属于气固分散系;___属于气液分散系;____________属于液固分散系;______属于固固分散系。
(3)三种分散系比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子直径大小
分散质微粒成分
离子或小分子
大分子或离子集合体
巨大分子或离子集合体
外观特征
均匀、透明
均匀、透明或半透明
不均匀、不透明
稳定性
稳定,静置无沉淀
不稳定,静置有沉淀或分层
分散质能否透过滤纸
分类
饱和溶液、不饱和溶液
固溶胶、液溶胶、气溶胶
悬浊液、乳浊液
实例
食盐水、蔗糖溶液
泥水
特别提醒
1.分散系一定是混合物:由分散质和分散剂共同组成,单一物质不属于分散系。
2.本质区别是粒子直径:溶液(<1 nm)、胶体(1~100 nm)、浊液(>100 nm),其他差异均由粒径决定。
3.胶体粒子是集合体:胶体粒子可能是大分子或多粒子集合体,而非单个小离子。
4.按状态组合分类(固+气、气+液等)与按粒径分类(溶液/胶体/浊液)是不同维度,两者互为补充而非替代。
5.分散系中至少含有两种物质,都属于混合物,蒸馏水不是一种分散系;
6.三种分散系之间的转化为物理变化;
7.透明不代表无色,如CuSO4溶液为蓝色溶液,Fe(OH)3胶体为红褐色液体;
8.胶体不一定都呈液体,胶体除了液溶胶还有气溶胶和固溶胶。
随学随练
1. 将下列物质与所属类别连线。
①云、烟、雾、豆浆、牛奶 Ⅰ.溶液
②生理盐水、葡萄糖注射液 Ⅱ.悬浊液
③石灰乳、水泥砂浆 Ⅲ.乳浊液
④油水混合溶液 Ⅳ.胶体
2.溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是( )
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
3.用特殊方法把固体物质加工到纳米级的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是( )
A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液
知识点胶体
1.胶体定义:分散质粒子直径在_____________nm之间(本质特征)的分散系。
2.胶体分类:
①根据分散剂的状态分类:
a.气溶胶:烟、云、雾,分散剂为______。
b.液溶胶:豆浆、稀牛奶、墨水、Fe(OH)3胶体,分散剂为______。
c.固溶胶:有色玻璃、烟水晶,分散剂为______。
②根据胶体粒子的组成分类:
a.______胶体:Fe(OH)3胶体
b.______胶体:淀粉胶体、蛋白质胶体
3.性质及应用:
①丁达尔效应:可见光束通过胶体时,在入射光侧面可看到一条___________,这是胶体粒子对光线散射而形成的,可用此性质来鉴别___________。
②布朗运动:胶粒永不停息地做__________运动的现象叫做布朗运动,是胶体稳定的次要原因。
③电泳:在外加_______电场作用下,带电的胶体粒子或离子向着与其电性_______的电极移动的现象。
④介稳性
含义:胶体的稳定性介于溶液与浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于_____体系,改变条件则可能发生聚沉。
原因:同种电荷相互排斥:胶体粒子因吸附而带有___种电荷,静电排斥力阻止粒子靠近。要使胶体聚沉,需克服_________、消除胶粒所带电荷;布朗运动:胶体粒子在分散剂中不停地做无规则运动,与重力作用相当时形成沉降平衡,使粒子不易沉淀。
⑤聚沉
含义:在一定条件下,胶体粒子聚集成较大颗粒,形成沉淀从分散剂中析出。此性质常用于制作豆腐、净水等。
方法:加入___________:电解质电离产生的离子中和胶粒所带电荷,消除静电排斥,使胶粒聚集析出。
加入带_______电荷的胶体:异种电荷胶粒相互吸引中和,促进聚沉。
_____________:温度升高或外力作用均能加快胶粒碰撞速率,促进聚集。
⑥渗析
概念:利用半透膜(如__________等)分离胶体与其中所含的可溶性杂质(分子或离子)的过程,又称透析。
原理:半透膜的孔径介于溶质分子与胶粒之间——小分子或离子可自由通过,较大的胶粒则被截留,从而实现分离。渗析属于______分离方法。
4.常见的胶体
①
气溶胶
②
液溶胶
③
固溶胶
③
三种有机胶体
5. 胶体的应用
(1)常见性质及用途
丁达尔效应——鉴别______________。
介稳性——涂料、颜料、墨水的生产。
电泳——静电_____、电泳电镀、分离蛋白质与氨基酸、血清电泳诊断疾病。
聚沉——明矾________、制肥皂、制豆腐和果冻。
(2)主要应用领域
材料领域:金属、陶瓷、聚合物中加入固态胶体粒子,改善机械性能和光学性质。
医学领域:利用高度分散的胶体检验或治疗疾病。
工业领域:冶金选矿、石油原油脱水、有机高分子材料制造。
日常生活:净水、食品加工(豆腐、果冻)、涂料、颜料、墨水。
(3)学科拓展
胶体应用领域不断扩大,形成化学重要分支——胶体与表面化学。
该学科研究胶体分散体系及界面现象,在纳米材料、生物医学、环境治理、石油化工等领域广泛渗透。
易错提醒
1.误认为“胶体粒子带电荷,胶体本身也带电荷”:胶体粒子因吸附离子而带电,但整个分散系(胶体)呈电中性,分散剂中带有等量异种电荷。
2.误认为“电泳现象说明胶体粒子都带电”:胶体粒子带电是普遍现象(因吸附离子),但并非所有胶粒均带电,如淀粉胶体的胶粒不带电,不发生电泳。
3.误认为“布朗运动是胶体稳定的唯一原因”:布朗运动是胶体稳定的次要原因,主要原因是同种胶粒带同种电荷相互排斥。
4.误认为“任何胶体都可以通过电泳实现分离”:只有带电的胶粒才能发生电泳。淀粉胶体、蛋白质胶体的胶粒不带电,不能用电泳法分离。
5.混淆“粒子胶体”与“分子胶体”:粒子胶体的分散质是许多微粒的集合体(如Fe(OH)₃胶体),分子胶体的分散质是单个高分子化合物分子(如淀粉、蛋白质),但二者分散质粒子直径均在1~100 nm范围内。
随学随练
1.下列关于Fe(OH)3胶体的说法中,不正确的是( )
A.分散质粒子直径在10-9~10-7 m之间 B.是一种纯净物
C.具有丁达尔效应 D.具有净水作用
2.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,再滴加碳酸钾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.当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是
①Fe(OH)3胶体 ②纯净水 ③蔗糖溶液 ④NaCl溶液 ⑤云、雾
A.①⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤
知识点 Fe(OH)3胶体的制备
1.原理:__________________________________
2.操作:在小烧杯中加入50mL 蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中慢慢滴入3mL______饱和溶液,用玻璃棒轻轻搅拌,继续加热至溶液刚好呈_________,停止加热。即可得到氢氧化铁胶体。
3.另取两只烧杯,向其中一只烧杯加入 50 mL FeCl3稀溶液,向第二只烧杯中加入 40 mL FeCl3稀溶液和约 10 mL NaOH溶液,用玻璃棒搅拌后得到Fe(OH)3悬浊液。将这三只烧杯置于暗处,分别用红光激光笔水平照射,观察现象。将 FeCl3稀溶液、Fe(OH)3胶体和 Fe(OH)3悬浊液分别进行过滤,观察滤纸上是否有残留固体。将实验现象填入下表。
物质
光束照射时的现象
过滤后的滤纸上是否有残留固体
FeCl3稀溶液
Fe(OH)3胶体
Fe(OH)3悬浊液
特别提醒
1.氢氧化铁胶体制备的操作关键:必须向沸水中逐滴加入饱和FeCl₃溶液,而非向冷水中加入后加热。
加入FeCl₃溶液后应继续煮沸至液体呈红褐色即停止加热,不得长时间加热。
2.离子方程式中注明“胶体”而非“↓”沉淀符号。
3.制备氢氧化铁胶体必须利用水解反应而非复分解反应。
4.必须使用FeCl₃饱和溶液,浓度不足时水解产生的Fe(OH)₃量过少,无法形成胶体或胶体性质不明显。
5.长时间加热会使胶体粒子因受热运动加剧而碰撞聚集,发生聚沉,生成红褐色Fe(OH)₃沉淀,无法获得胶体。
6.制备过程中不能用玻璃棒搅拌,防止胶体粒子碰撞聚沉。
7.制备所得Fe(OH)₃胶体粒子吸附Fe³⁺而带正电荷,但整个胶体分散系仍呈电中性,分散剂中含等量Cl⁻等阴离子。
8.Fe(OH)₃胶体可透过滤纸但不能透过半透膜。若需提纯制得的Fe(OH)₃胶体(除去HCl等杂质),应使用渗析法(半透膜),而非过滤。
9.Fe³⁺在沸水中水解,控制条件得到胶体粒子(1~100 nm)——量变(粒子逐渐长大)在一定范围内产生胶体;条件失控粒子继续长大则发生质变(>100 nm),成为浊液沉淀。
随学随练
1.下图是氢氧化铁胶体的制备实验示意图,相关表述正确的是
A.直接加热饱和的溶液同样可以制得氢氧化铁胶体
B.实验过程中观察到液体由黄色变为红褐色
C.可以用滤纸分离溶液和胶体以达到提纯的目的
D.由图可知制备胶体的离子方程式为(胶体)
2.下列有关氢氧化铁胶体的制备说法正确的是
A.胶体制备的原理是
B.制得的胶体属于混合物
C.向NaOH溶液中滴加饱和溶液可制备胶体
D.胶体的制备方法是,向沸水中滴加饱和溶液并长时间煮沸
3.下图是氢氧化铁胶体的制备实验示意图,相关表述正确的是
A.直接加热饱和的溶液同样可以制得氢氧化铁胶体
B.实验过程中观察到液体由黄色变为红褐色
C.可以用滤纸分离溶液和胶体以达到提纯的目的
D.由图可知制备胶体的离子方程式为(胶体)
拓展 胶体的性质和应用
1. 胶体的性质
性质
含义
原因
应用
丁达尔效应
光束通过胶体时,在侧面可见光亮通路
胶粒直径(1~100 nm)与可见光波长相近,发生散射
鉴别溶液和胶体
布朗运动
胶粒永不停息地做无规则运动
分散剂分子从各个方向撞击胶粒,合力不为零
胶体稳定的次要原因
电泳
在外加直流电场下,带电胶粒向相反电荷电极定向移动
胶粒因吸附离子而带同种电荷
静电除尘、电泳电镀、血清电泳诊断、分离蛋白质与氨基酸
介稳性
稳定性介于溶液与浊液之间,一定条件下稳定,条件改变可聚沉
①同种电荷相互排斥(主要原因);②布朗运动(次要原因)
涂料、颜料、墨水生产
聚沉
胶粒聚集成较大颗粒形成沉淀析出
胶粒电荷被中和,排斥力消失,粒子碰撞聚集
明矾净水、制豆腐、制肥皂、三角洲形成
渗析
利用半透膜分离胶体与可溶性杂质(分子或离子)
半透膜孔径介于小分子与胶粒之间——小分子过、胶粒留
胶体提纯、血液透析
2. 胶体的应用领域
领域
应用实例
日常生活
明矾净水、豆腐制作、涂料、颜料、墨水
工业生产
静电除尘、电泳电镀、石油原油脱水、选矿、有机高分子材料制造
材料领域
金属/陶瓷/聚合物中加入固态胶粒,改善机械性能和光学性质
医学领域
血清电泳诊断疾病、高度分散胶体检验或治疗疾病、血液透析
学科拓展
形成化学重要分支——胶体与表面化学,在纳米材料、生物医学、环境治理等领域广泛渗透
3.重点提示:
(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、FeCl3·6H2O等净化水的原因是__________________________________,胶体粒子具有较大的表面积,能在水中吸附悬浮固体形成沉淀,从而达到净化水的目的。
(2)同种胶体粒子的电性_____,互相排斥,是胶体较稳定的主要原因,次要原因是布朗运动。
(3)Fe(OH)3胶体粒子带___电荷,向阴极移动。带正电荷的胶粒向阴极移动,带负电荷的胶粒向阳极移动。(4)在胶体溶液中,胶体发生聚沉的方法有:__________________________________________________。
活学活用
1.有关胶体的性质和应用,下列说法正确的是
A.根据是否具有丁达尔效应,将分散系分为溶液、胶体和浊液
B.电泳现象证明,胶体带正电
C.在豆浆中加入盐卤制豆腐与胶体性质有关
D.明矾溶于水形成胶体,能用于水体的杀菌消毒
2. 化学与生产生活密切相关,下列有关胶体的性质和应用,说法错误的是
A.放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成属于丁达尔效应
B.工业上,常用投加明矾、硫酸铁等电解质的方法处理污水
C.工厂常用的静电除尘装置就是利用胶体带电这一性质对其进行电泳
D.卤水点豆腐的过程利用到了电解质溶液能使胶体聚沉的性质
3.胶体在农业、医疗及物质的分离中有重大而广泛的应用。下列关于胶体的叙述正确的是
A.胶体粒子的直径为1~100nm
B.光线透过胶体会产生丁达尔效应,这是胶体与浊液的本质区别
C.向饱和溶液中加入NaOH溶液,可制得胶体
D.江河入海口形成的沙洲与胶体性质无关
4.下列现象或应用不能用胶体的知识解释的是
A.土壤表面积巨大且一般带负电,能吸收NH等营养离子,使土壤具有保肥能力
B.清晨,人们经常看到的阳光穿过茂密的树木枝叶所产生的美丽景象
C.水泥、冶金工厂常用高压电除去工厂烟尘,减少对空气的污染
D.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液,会出现红褐色沉淀
拓展 Fe(OH)3胶体的制备
1. 利用FeCl₃饱和溶液在沸水中发生水解反应,生成Fe(OH)₃胶体。
2. 操作步骤:将少量蒸馏水加入烧杯中,加热至沸腾;向沸水中逐滴加入1~2 mL FeCl₃饱和溶液;
继续煮沸至液体呈红褐色,立即停止加热,即得Fe(OH)₃胶体。
3. 关键要点:必须用FeCl₃饱和溶液(浓度不足无法形成胶体);必须加入沸水中(加热促进Fe³⁺水解);
呈红褐色后立即停止加热(长时间加热使胶体聚沉为沉淀);反应为可逆反应(水解反应可逆)。
4.离子方程式中Fe(OH)₃后必须标注“(胶体)”,不能写“↓”沉淀符号;制备胶体利用的是FeCl₃的水解反应,而非与NaOH的复分解反应;制备所得Fe(OH)₃胶粒带正电荷(吸附Fe³⁺),但整个胶体分散系呈电中性;制备过程中不宜搅拌,防止胶粒碰撞聚沉。
5.制备的Fe(OH)₃胶体中混有HCl等杂质,提纯应用渗析法(半透膜),不能用过滤法(胶体能透过滤纸,无法分离)。
6.总结
性质
对应的应用/制备关联
丁达尔效应
鉴别胶体与溶液
电泳
静电除尘、电泳电镀、血清电泳
聚沉
明矾净水、制豆腐、三角洲形成
渗析
胶体提纯(如制备后除去HCl)
Fe(OH)₃胶体制备
利用水解原理,控制条件使粒子直径落在1~100 nm之间
活学活用
1.关于Fe(OH)3胶体的制备方法,正确的是
A. B.
C. D.
2.小明同学用如图所示装置制备氢氧化铁胶体(部分夹持装置已略去)。根据所学知识回答下列问题:
(1)氢氧化铁胶体的制备:烧杯中发生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,放置一段时间后,取少量半透膜外的液体于试管中,置于暗处,用一束强光从侧面照射,观察________(填“有”或“无”)丁达尔现象。
(3)向制得的胶体滴加硫酸溶液,现象是________;与硫酸反应的离子方程式为________。
(4)明胶是水溶性蛋白质混合物,溶于水形成胶体。明胶水溶液和氢氧化铁胶体共同具备的性质是________。
A.都不能稳定存在 B.通电,无明显现象
C.分散质粒子可通过滤纸 D.分散质粒径均大于
(5)下列现象或应用,不能运用胶体知识解释的是________。
A.用石膏或盐卤点制豆腐
B.江河入海口,容易形成三角洲
C.硝酸银溶液与溴化钠溶液混合,生成淡黄色沉淀
D.一支钢笔使用两种不同的蓝黑墨水(墨水是胶体),易出现堵塞
题型 分散系的分类
▌例1 下列分散系中,分散质和分散剂均属于液体的是( )
A.食盐水 B.烟 C.氢氧化铁胶体 D.有色玻璃
▌对点练1-1 下列关于分散系的说法正确的是( )解题贴士
1.判断分散系类型看本质(粒子直径),不看外观(透明不等于溶液,浑浊不等于浊液)。
2.分散质是被分散的“少”的物质,分散剂是容纳它的“多”的物质。
3.三种分散系的本质区别是分散质粒子直径大小,而非稳定性、外观等其他性质。
A.分散系一定是纯净物
B.区分溶液和胶体的本质区别是能否产生丁达尔效应
C.分散质的粒子直径在1~100 nm之间的分散系是胶体
D.浊液的分散质粒子直径小于1 nm
▌对点练1-2 下列叙述正确的是( )
A.溶液是纯净物,胶体是混合物
B.胶体和溶液都能透过滤纸
C.按分散质和分散剂的状态分类,分散系可分为9种,其中“烟”属于气液分散系
D.胶体粒子直径在1~100 nm之间,因此胶体粒子就是单个分子或离子
题型 胶体的本质
▌例2溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是
A.是否能产生丁达尔效应 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
解题贴士
胶体区别于其他分散系的本质特征是:分散质的颗粒直径在1~100 nm 之间。
▌对点练2-1 的饱和溶液滴入沸水中,可得胶体。胶体区别于饱和溶液最本质的特征是
A.胶体的分散质粒子直径为1~100nm
B.胶体具有丁达尔效应
C.胶体是均一的分散系
D.胶体比饱和溶液颜色深
▌对点练2-2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。分散系按分散质粒子直径分类如图。下列说法不正确的是
A.溶液、胶体、浊液均属于混合物
B.云、雾、有色玻璃的分散质粒子直径范围在1~100nm之间
C.甲、乙、丙的本质区别是能够发生丁达尔效应
D.卤水点豆腐利用了胶体聚沉的性质
题型 胶体的性质
▌例3分散质粒子直径大小介于1~100之间的分散系称为胶体,胶体在日常生活中广泛存在,自然界中的一些现象和日常生活中的一些应用都涉及胶体的相关性质,下列物质表现出的现象与胶体性质对应关系错误的是
A.阳光透过树叶间的缝隙射入密林时,观察到有光亮的通路,是胶体产生的丁达尔效应
B.片状的“纳米铁粉”(直径为几纳米到几十纳米)很容易被磁铁吸引,利用了胶体的吸附性
C.江河入海口三角洲的形成,利用了胶体聚沉的原理
D.工厂中使用高压静电除尘,利用了胶体的电泳现象
解题贴士
1.丁达尔效应是鉴别溶液和胶体的方法,但非本质区别。
2.电泳的前提是胶粒带电,淀粉胶体不带电,不能电泳;但溶液中的离子在电场下也会定向移动(电解),勿与胶体电泳混淆。
3.聚沉三方法必须清晰记忆:加电解质、加相反电荷胶体、加热/搅拌。
4.渗析与过滤的区分必须牢固掌握。
▌对点练3-1 胶体在农业、医疗及物质的分离中有重大而广泛的应用。下列关于胶体的叙述正确的是
A.胶体粒子带正电是因为其表面有
B.光线透过胶体会产生丁达尔效应,这是胶体与浊液的本质区别
C.云、雾是液溶胶,有色玻璃是固溶胶
D.江河入海口形成的沙洲与胶体性质无关
▌对点练3-2下列事实中, 与胶体的性质无关的是
A.将植物油倒入水中, 用力搅拌形成油水混合物
B.一束平行光线射入鸡蛋清液体里, 从侧面可以看到一束光亮的“通路”
C.用明矾作净水剂, 除去水中悬浮杂质
D.用渗析的方法可以除去蛋白质溶液中的NaCl
题型 胶体的应用
▌例4 下列说法正确的是
A.溶液和胶体的本质区别是能否产生丁达尔现象
B.FeCl3溶液呈电中性,Fe(OH)3胶体带正电
C.江河入海口处易形成三角洲,这与胶体的性质有关
D.胶体的分散质不能通过滤纸
解题贴士
1.胶体性质与应用的对应关系必须一一对应记忆:
丁达尔效应 → 鉴别溶液和胶体
电泳 → 静电除尘、电泳电镀、血清电泳、分离蛋白质与氨基酸
聚沉 → 明矾净水、制豆腐、三角洲形成、制肥皂
介稳性 → 涂料、颜料、墨水生产
渗析 → 胶体提纯、血液透析
2.注意“鉴别”和“分离”的区别:丁达尔效应只能鉴别(判断是否为胶体),不能分离混合物。
3.“制豆腐”和“制果冻”均利用聚沉,但“制果冻”还涉及胶体的凝胶化,
▌对点练4-1点卤是向豆浆中加入石膏(主要成分为CaSO4),一段时间后豆浆中蛋白质凝结为豆腐。该变化属于
A.结晶过程 B.沉淀反应 C.胶体聚沉 D.液体凝固
▌对点练4-2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
题型 Fe(OH)3胶体的制备
▌例5实验室可通过如图装置完成氢氧化铁胶体的制备及性质实验。
(1)实验中向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,并持续加热保持沸腾,至液体呈红褐色,即可制得Fe(OH)3胶体。请设计最简单的实验方案,用文字表述如何验证实验成功制备出胶体:___________。
(2)胶体区别于溶液和悬浊液的本质特征为___________。
(3)向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀盐酸,可观察到现象为___________,反应的离子方程式为___________。
(4)Fe(OH)3胶体___________(填“能”或“不能”)透过滤纸。某同学认为制备的Fe(OH)3胶体中混有FeCl3杂质,应采用___________(填选项A或B)装置提纯Fe(OH)3胶体。
A. B.
(5)某同学用如图所示装置制备氢氧化铁胶体。具体操作是:向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%的FeCl3溶液,然后滴入1滴10%的NaOH溶液,边滴边搅拌,直至液体呈现红褐色为止。该同学这样做的优点是___________。
(6)下列描述的分别是胶体的性质或现象,请按要求填空:(填字母)。
A.胶体的聚沉 B.胶体的渗析 C.丁达尔效应
①“卤水点豆腐,一物降一物”,这里说到的是豆腐的制作,利用的胶体性质是___________。
②尿毒症等疾病引起的血液中毒,可进行透析治疗,利用的胶体性质是___________。
③拍照时,清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高___________。
▌对点练5-1下列有关Fe(OH)₃胶体的叙述错误的是( )
A.制备时向沸水中滴入FeCl₃饱和溶液
B.制得的胶体呈红褐色
C.用激光笔照射时,可看到一条光亮的通路
D.Fe(OH)₃胶体粒子带负电荷
基础通关
1.根据气象台报道,近年来每到春季,沿海一些城市经常出现大雾天气,致使高速公路关闭,航班停飞。雾属于下列分散系中的( )
A.溶液 B.悬浊液 C.乳浊液 D.胶体
2.下列分散系中,分散质微粒直径介于10-9~10-7 m之间的是( )
A.溶液 B.胶体 C.悬浊液 D.乳浊液
3.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )
A.分散质粒子直径在1~100 nm之间
B.都是混合物
C.都是无色、透明的溶液
D.都呈红褐色
4.下列关于硫酸铜溶液和泥水的说法中不正确的是( )
A.都是混合物 B.都是分散系
C.分散剂相同 D.分散质粒子相同
5.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……”。结合这段文字及所学的化学知识,判断下列说法正确的是( )
A.荷塘上方的薄雾是水蒸气
B.月光通过薄雾时产生了丁达尔效应
C.薄雾中的微粒直径大约是2.5 pm
D.“大漠孤烟直”中的孤烟成分和这种薄雾的成分相同
6.下列叙述正确的是( )
A.直径介于1~100 nm之间的粒子称为胶体
B.用过滤的方法可以将胶体和溶液分离
C.利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
7.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、分散质粒子的直径为5.5~36 nm的磁流体。下列说法中正确是( )
A.所得到的分散系属于溶液
B.用一束光照射该分散系时,可以看到一条光亮的通路
C.该分散系不能透过滤纸
D.该分散系的分散质为Fe(OH)3
8.有人设想通过特殊的方法将碳酸钙加工成为纳米碳酸钙(即碳酸钙粒子直径达到纳米级),这将使建筑材料的性能发生巨大的变化。下列关于纳米碳酸钙的说法正确的是( )
A.纳米碳酸钙是与胶体相似的分散系
B.纳米碳酸钙分散到水中所得到的分散系会产生丁达尔效应
C.纳米碳酸钙的化学性质与原来碳酸钙完全不同
D.纳米碳酸钙粒子不能透过滤纸
9.渗析是用来分离
A.胶体和浊液 B.溶液和浊液 C.溶液和胶体 D.悬浊液和乳浊液
10.下列现象或新技术应用中,涉及胶体性质的有
①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出血
②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
③使用静电除尘器除去空气中的飘尘粒子
④豆浆中加入石膏后迅速凝固
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
11.下列关于胶体的说法中正确的是
A.煮沸饱和溶液可制得氢氧化铁胶体
B.胶体具有吸附性,可用于消毒净水
C.直径在1~100纳米之间的碳酸钙属于胶体
D.混用两种不同的墨水(墨水是胶体)易堵塞钢笔,可以用胶体聚沉的原理来解释
12.下列关于明胶胶体说法正确的是
A.明胶胶体和NaCl溶液的本质区别为是否具有丁达尔效应
B.明胶胶体与胶体混合后有沉淀产生,说明明胶胶体带负电
C.明胶胶体不断搅拌后仍能稳定存在
D.明胶胶体的分散质能透过滤纸
素养提升
1.下表所列物质或概念间的从属关系不符合下图所示关系的是
选项
X
Y
Z
A
液氯
单质
纯净物
B
雾
胶体
分散系
C
酸性氧化物
非金属氧化物
D
弱酸
化合物
2.下列有关叙述不正确的是
A.稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液都为胶体
B.用可见光束照射以区别溶液和胶体
C.用石膏或盐卤点制豆腐与胶体的性质有关
D.明矾能生成氢氧化铝胶体,可用作净水剂
3.下列关于溶液和胶体的叙述正确的是
A.布朗运动是胶体粒子特有的运动形式,所以可以据此把胶体和溶液、悬浊液区分开
B.所有胶体的分散质微粒都可以在外加电源作用下做定向移动
C.“卤水点豆腐”和“土壤保肥”都与胶体的性质有关
D.向胶体加入足量稀盐酸后,最终产生的现象是胶体凝聚,变成沉淀
4.明胶的水溶液和氢氧化铁胶体共同具备的性质是
A.都不稳定,密封放置沉淀 B.都能产生丁达尔效应
C.分散质粒子可通过滤纸 D.分散质粒径均大于100nm
5.实验室可通过如图装置完成氢氧化铁胶体的制备及性质实验。
(1)实验中向沸水中滴加饱和溶液,并持续加热保持沸腾,至液体呈红褐色,即可制得胶体。请设计最简单的实验方案,用文字表述如何验证实验成功制备出胶体:___________。
(2)胶体区别于溶液和悬浊液的本质特征为___________。
(3)胶体中加入过量稀盐酸中,溶液由无色变为黄色,反应的化学方程式为___________。该反应的反应类型为___________(填基本反应类型)。
(4)胶体___________(填“能”或“不能”)透过滤纸。某同学认为制备的胶体中混有杂质,应采用___________(填选项A或B)装置提纯胶体。
A. B.
(5)下列描述的分别是胶体的性质或现象,请按要求填空:(填字母)。
A.胶体的聚沉 B.胶体的电泳 C.丁达尔效应
①“卤水点豆腐,一物降一物”,这里说到的是豆腐的制作,利用的胶体性质是___________。
②工厂采用高压静电除尘,利用的胶体性质是___________。
③拍照时,清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高___________。
迁移创新
1.某学生在做胶体凝聚实验时,用①加硅酸溶胶;②加溶胶;③加溶液;④加As2S3胶体;⑤加蒸馏水等5种方法,其中能观察到凝聚现象的是
A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.③④⑤
2.胶体金(Au)免疫层析法可用于快速检测新型冠状病毒抗体。利用柠檬酸钠溶液还原氯金酸 (HAuCl4)即可制备得到胶体金。研究发现:柠檬酸钠的用量不同会导致胶体金粒径和颜色的不同。
(1)德国化学家席格蒙迪研制出超显微镜,可以观察到胶体金颗粒的形态,胶体金分散质粒子的直径大致范围在 nm之间。
(2)胶体金免疫层析法的原理是胶体金的胶粒,能与抗原蛋白质分子的正电荷基团发生聚沉,从而显示阳性。
①若将胶体金装入U形管中,插入电极后通直流电,发现 (填“带正电荷的电极”或“带负电荷的电极”)附近颜色加深,产生这一现象的原因是 。
②向新冠肺炎自测试剂盒中倒入可乐或柠檬水可能会导致假阳性。推测这一现象的原因 。
③与上面②题现象的原理与下列哪项相同 。
a.长江三角洲的形成 b.大雨过后拍到“耶稣光”
c.血液透析 d.不同品牌的墨水不能混用
④想要聚沉该胶体金,加入等浓度的下列电解质时, 效果最明显。
A.BaCl2 B.Al2(SO4)3 C.KCl D.CuSO4
(3)明胶是水溶性蛋白质混合物,溶于水形成胶体。现有10mL明胶的水溶液与5mL KCl溶液混合装入半透膜内,将此半透膜袋浸入盛蒸馏水的烧杯中,设计实验证明Cl-能够透过半透膜: ;该检验过程发生的离子方程式为: 。
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第一章
化学研究的天地
第一节 物质的分类
第2课时 分散系
课标要点
1. 能根据分散质粒子直径大小对分散系进行分类(溶液、胶体、浊液),并能准确辨识分散系中的分散质与分散剂。
2. 能通过比较归纳,掌握三种分散系在分散质粒子直径、外观、稳定性、能否透过滤纸及半透膜等方面的区别与联系,建立基于粒径差异认识分散系性质的认知模型。
3. 能通过实验或生活实例,知道胶体具有丁达尔效应、介稳性、电泳、聚沉等性质,并能解释胶体性质在净水、食品加工、医疗卫生、工业生产等方面的实际应用。
4. 能独立完成氢氧化铁胶体的制备实验,准确描述实验操作要点(如沸水中滴加饱和FeCl₃溶液、不宜长时间加热等),并能基于实验现象说明胶体的形成条件。
学习重难点
重点:1.胶体的本质区别。2.胶体的性质。
难点:1.胶体性质的应用。2.Fe(OH)3 胶体的制备。
知识点 分散系
1.概念:一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系。
2.组成:被分散的物质称为分散质,起容纳分散质作用的物质称为分散剂,分散系都是混合物。
3.分类:
(1)按照分散质粒子的大小不同(本质区别),分为三种分散系
分散质粒子直径大于100nm的分散系是浊液;
分散质粒子直径在1-100nm之间的分散系是胶体;
分散质粒子直径小于1nm的分散系是溶液。
(2)按照分散质和分散剂的状态,分为9种分散系
如烟属于气固分散系;雾属于气液分散系;悬浊液属于液固分散系;合金属于固固分散系。
(3)三种分散系比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子直径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
分散质微粒成分
离子或小分子
大分子或离子集合体
巨大分子或离子集合体
外观特征
均匀、透明
均匀、透明或半透明
不均匀、不透明
稳定性
稳定,静置无沉淀
较稳定(介稳)
不稳定,静置有沉淀或分层
分散质能否透过滤纸
能
能
不能
分类
饱和溶液、不饱和溶液
固溶胶、液溶胶、气溶胶
悬浊液、乳浊液
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH) 3胶体
泥水
特别提醒
1.分散系一定是混合物:由分散质和分散剂共同组成,单一物质不属于分散系。
2.本质区别是粒子直径:溶液(<1 nm)、胶体(1~100 nm)、浊液(>100 nm),其他差异均由粒径决定。
3.胶体粒子是集合体:胶体粒子可能是大分子或多粒子集合体,而非单个小离子。
4.按状态组合分类(固+气、气+液等)与按粒径分类(溶液/胶体/浊液)是不同维度,两者互为补充而非替代。
5.分散系中至少含有两种物质,都属于混合物,蒸馏水不是一种分散系;
6.三种分散系之间的转化为物理变化;
7.透明不代表无色,如CuSO4溶液为蓝色溶液,Fe(OH)3胶体为红褐色液体;
8.胶体不一定都呈液体,胶体除了液溶胶还有气溶胶和固溶胶。
随学随练
1. 将下列物质与所属类别连线。
①云、烟、雾、豆浆、牛奶 Ⅰ.溶液
②生理盐水、葡萄糖注射液 Ⅱ.悬浊液
③石灰乳、水泥砂浆 Ⅲ.乳浊液
④油水混合溶液 Ⅳ.胶体
【答案】①-Ⅳ ②-Ⅰ ③-Ⅱ ④-Ⅲ
【解析】根据不同分散系的特征和性质判断即可。
2.溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是( )
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
【答案】C
3.用特殊方法把固体物质加工到纳米级的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是( )
A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液
【答案】C
【解析】胶体微粒的直径在1~100 nm之间。
知识点胶体
1.胶体定义:分散质粒子直径在1~100 nm之间(本质特征)的分散系。
2.胶体分类:
①根据分散剂的状态分类:
a.气溶胶:烟、云、雾,分散剂为气体。
b.液溶胶:豆浆、稀牛奶、墨水、Fe(OH)3胶体,分散剂为液体。
c.固溶胶:有色玻璃、烟水晶,分散剂为固体。
②根据胶体粒子的组成分类:
a.粒子胶体:Fe(OH)3胶体
b.分子胶体:淀粉胶体、蛋白质胶体
3.性质及应用:
①丁达尔效应:可见光束通过胶体时,在入射光侧面可看到一条光亮的通路,这是胶体粒子对光线散射而形成的,可用此性质来鉴别溶液和胶体。
②布朗运动:胶粒永不停息地做无规则运动的现象叫做布朗运动,是胶体稳定的次要原因。
③电泳:在外加直流电场作用下,带电的胶体粒子或离子向着与其电性相反的电极移动的现象。
④介稳性
含义:胶体的稳定性介于溶液与浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系,改变条件则可能发生聚沉。
原因:同种电荷相互排斥:胶体粒子因吸附而带有同种电荷,静电排斥力阻止粒子靠近。要使胶体聚沉,需克服排斥力、消除胶粒所带电荷;布朗运动:胶体粒子在分散剂中不停地做无规则运动,与重力作用相当时形成沉降平衡,使粒子不易沉淀。
⑤聚沉
含义:在一定条件下,胶体粒子聚集成较大颗粒,形成沉淀从分散剂中析出。此性质常用于制作豆腐、净水等。
方法:加入电解质溶液:电解质电离产生的离子中和胶粒所带电荷,消除静电排斥,使胶粒聚集析出。
加入带相反电荷的胶体:异种电荷胶粒相互吸引中和,促进聚沉。
加热或搅拌:温度升高或外力作用均能加快胶粒碰撞速率,促进聚集。
⑥渗析
概念:利用半透膜(如羊皮纸、膀胱膜等)分离胶体与其中所含的可溶性杂质(分子或离子)的过程,又称透析。
原理:半透膜的孔径介于溶质分子与胶粒之间——小分子或离子可自由通过,较大的胶粒则被截留,从而实现分离。渗析属于物理分离方法。
4.常见的胶体
①
气溶胶
云、烟、雾
②
液溶胶
豆浆、氢氧化铝胶体、Fe(OH)3胶体、硅酸胶体
③
固溶胶
果冻、宝石、烟水晶、有色玻璃
③
三种有机胶体
淀粉溶液、肥皂水、蛋白质溶液
5. 胶体的应用
(1)常见性质及用途
丁达尔效应——鉴别溶液和胶体。
介稳性——涂料、颜料、墨水的生产。
电泳——静电除尘、电泳电镀、分离蛋白质与氨基酸、血清电泳诊断疾病。
聚沉——明矾净水、制肥皂、制豆腐和果冻。
(2)主要应用领域
材料领域:金属、陶瓷、聚合物中加入固态胶体粒子,改善机械性能和光学性质。
医学领域:利用高度分散的胶体检验或治疗疾病。
工业领域:冶金选矿、石油原油脱水、有机高分子材料制造。
日常生活:净水、食品加工(豆腐、果冻)、涂料、颜料、墨水。
(3)学科拓展
胶体应用领域不断扩大,形成化学重要分支——胶体与表面化学。
该学科研究胶体分散体系及界面现象,在纳米材料、生物医学、环境治理、石油化工等领域广泛渗透。
易错提醒
1.误认为“胶体粒子带电荷,胶体本身也带电荷”:胶体粒子因吸附离子而带电,但整个分散系(胶体)呈电中性,分散剂中带有等量异种电荷。
2.误认为“电泳现象说明胶体粒子都带电”:胶体粒子带电是普遍现象(因吸附离子),但并非所有胶粒均带电,如淀粉胶体的胶粒不带电,不发生电泳。
3.误认为“布朗运动是胶体稳定的唯一原因”:布朗运动是胶体稳定的次要原因,主要原因是同种胶粒带同种电荷相互排斥。
随学随练4.误认为“任何胶体都可以通过电泳实现分离”:只有带电的胶粒才能发生电泳。淀粉胶体、蛋白质胶体的胶粒不带电,不能用电泳法分离。
5.混淆“粒子胶体”与“分子胶体”:粒子胶体的分散质是许多微粒的集合体(如Fe(OH)₃胶体),分子胶体的分散质是单个高分子化合物分子(如淀粉、蛋白质),但二者分散质粒子直径均在1~100 nm范围内。
1.下列关于Fe(OH)3胶体的说法中,不正确的是( )
A.分散质粒子直径在10-9~10-7 m之间 B.是一种纯净物
C.具有丁达尔效应 D.具有净水作用
【答案】B
【解析】胶体属于混合物,故B选项不正确。
2.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,再滴加碳酸钾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______________________________。
【答案】(1)胶体 金颗粒 (2)分散系中形成一条光亮的通路
3.当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是
①Fe(OH)3胶体 ②纯净水 ③蔗糖溶液 ④NaCl溶液 ⑤云、雾
A.①⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤
【答案】A
【解析】丁达尔效应是胶体的性质,其中①Fe(OH)3胶体⑤云、雾属于胶体,会出现丁达尔效应;
故选A。
知识点 Fe(OH)3胶体的制备
1.原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
2.操作:在小烧杯中加入50mL 蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中慢慢滴入3mL氯化铁饱和溶液,用玻璃棒轻轻搅拌,继续加热至溶液刚好呈红褐色,停止加热。即可得到氢氧化铁胶体。
3.另取两只烧杯,向其中一只烧杯加入 50 mL FeCl3稀溶液,向第二只烧杯中加入 40 mL FeCl3稀溶液和约 10 mL NaOH溶液,用玻璃棒搅拌后得到Fe(OH)3悬浊液。将这三只烧杯置于暗处,分别用红光激光笔水平照射,观察现象。将 FeCl3稀溶液、Fe(OH)3胶体和 Fe(OH)3悬浊液分别进行过滤,观察滤纸上是否有残留固体。将实验现象填入下表。
物质
光束照射时的现象
过滤后的滤纸上是否有残留固体
FeCl3稀溶液
无光亮通路
无
Fe(OH)3胶体
有光亮通路
无
Fe(OH)3悬浊液
无光亮通路
有
特别提醒
1.氢氧化铁胶体制备的操作关键:必须向沸水中逐滴加入饱和FeCl₃溶液,而非向冷水中加入后加热。
加入FeCl₃溶液后应继续煮沸至液体呈红褐色即停止加热,不得长时间加热。
2.离子方程式中注明“胶体”而非“↓”沉淀符号。
3.制备氢氧化铁胶体必须利用水解反应而非复分解反应。
4.必须使用FeCl₃饱和溶液,浓度不足时水解产生的Fe(OH)₃量过少,无法形成胶体或胶体性质不明显。
5.长时间加热会使胶体粒子因受热运动加剧而碰撞聚集,发生聚沉,生成红褐色Fe(OH)₃沉淀,无法获得胶体。
6.制备过程中不能用玻璃棒搅拌,防止胶体粒子碰撞聚沉。
7.制备所得Fe(OH)₃胶体粒子吸附Fe³⁺而带正电荷,但整个胶体分散系仍呈电中性,分散剂中含等量Cl⁻等阴离子。
8.Fe(OH)₃胶体可透过滤纸但不能透过半透膜。若需提纯制得的Fe(OH)₃胶体(除去HCl等杂质),应使用渗析法(半透膜),而非过滤。
9.Fe³⁺在沸水中水解,控制条件得到胶体粒子(1~100 nm)——量变(粒子逐渐长大)在一定范围内产生胶体;条件失控粒子继续长大则发生质变(>100 nm),成为浊液沉淀。
随学随练
1.下图是氢氧化铁胶体的制备实验示意图,相关表述正确的是
A.直接加热饱和的溶液同样可以制得氢氧化铁胶体
B.实验过程中观察到液体由黄色变为红褐色
C.可以用滤纸分离溶液和胶体以达到提纯的目的
D.由图可知制备胶体的离子方程式为(胶体)
【答案】B
【解析】A.直接加热饱和FeCl3溶液会导致Fe3+水解过度生成Fe(OH)3沉淀,而非胶体,A错误;
B.饱和FeCl3溶液为黄色,滴入沸水中水解生成Fe(OH)3胶体,溶液颜色变为红褐色,B正确;
C.胶体和溶液均能透过滤纸,无法用滤纸分离,应采用渗析法(半透膜)提纯胶体,C错误;
D.制备胶体的离子方程式中,反应物为Fe3+和H2O(水为弱电解质不拆),正确的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,D错误;
故答案为B。
2.下列有关氢氧化铁胶体的制备说法正确的是
A.胶体制备的原理是
B.制得的胶体属于混合物
C.向NaOH溶液中滴加饱和溶液可制备胶体
D.胶体的制备方法是,向沸水中滴加饱和溶液并长时间煮沸
【答案】B
【解析】溶液和溶液会反应生成氢氧化铁沉淀;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,长时间煮沸会造成胶体聚沉;制取的离子反应为:;
故选B。
3.下图是氢氧化铁胶体的制备实验示意图,相关表述正确的是
A.直接加热饱和的溶液同样可以制得氢氧化铁胶体
B.实验过程中观察到液体由黄色变为红褐色
C.可以用滤纸分离溶液和胶体以达到提纯的目的
D.由图可知制备胶体的离子方程式为(胶体)
【答案】B
【解析】A.直接加热饱和FeCl3溶液会导致Fe3+水解过度生成Fe(OH)3沉淀,而非胶体,A错误;
B.饱和FeCl3溶液为黄色,滴入沸水中水解生成Fe(OH)3胶体,溶液颜色变为红褐色,B正确;
C.胶体和溶液均能透过滤纸,无法用滤纸分离,应采用渗析法(半透膜)提纯胶体,C错误;
D.制备胶体的离子方程式中,反应物为Fe3+和H2O(水为弱电解质不拆),正确的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,D错误;
故答案为B。
拓展 胶体的性质和应用
1. 胶体的性质
性质
含义
原因
应用
丁达尔效应
光束通过胶体时,在侧面可见光亮通路
胶粒直径(1~100 nm)与可见光波长相近,发生散射
鉴别溶液和胶体
布朗运动
胶粒永不停息地做无规则运动
分散剂分子从各个方向撞击胶粒,合力不为零
胶体稳定的次要原因
电泳
在外加直流电场下,带电胶粒向相反电荷电极定向移动
胶粒因吸附离子而带同种电荷
静电除尘、电泳电镀、血清电泳诊断、分离蛋白质与氨基酸
介稳性
稳定性介于溶液与浊液之间,一定条件下稳定,条件改变可聚沉
①同种电荷相互排斥(主要原因);②布朗运动(次要原因)
涂料、颜料、墨水生产
聚沉
胶粒聚集成较大颗粒形成沉淀析出
胶粒电荷被中和,排斥力消失,粒子碰撞聚集
明矾净水、制豆腐、制肥皂、三角洲形成
渗析
利用半透膜分离胶体与可溶性杂质(分子或离子)
半透膜孔径介于小分子与胶粒之间——小分子过、胶粒留
胶体提纯、血液透析
2. 胶体的应用领域
领域
应用实例
日常生活
明矾净水、豆腐制作、涂料、颜料、墨水
工业生产
静电除尘、电泳电镀、石油原油脱水、选矿、有机高分子材料制造
材料领域
金属/陶瓷/聚合物中加入固态胶粒,改善机械性能和光学性质
医学领域
血清电泳诊断疾病、高度分散胶体检验或治疗疾病、血液透析
学科拓展
形成化学重要分支——胶体与表面化学,在纳米材料、生物医学、环境治理等领域广泛渗透
3.重点提示:
(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、FeCl3·6H2O等净化水的原因是Al3+、Fe3+水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,胶体粒子具有较大的表面积,能在水中吸附悬浮固体形成沉淀,从而达到净化水的目的。
(2)同种胶体粒子的电性相同,互相排斥,是胶体较稳定的主要原因,次要原因是布朗运动。
(3)Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,向阴极移动。带正电荷的胶粒向阴极移动,带负电荷的胶粒向阳极移动。(4)在胶体溶液中,胶体发生聚沉的方法有:加入电解质溶液;加入胶粒带相反电荷的胶体;加热或搅拌。
活学活用
1.有关胶体的性质和应用,下列说法正确的是
A.根据是否具有丁达尔效应,将分散系分为溶液、胶体和浊液
B.电泳现象证明,胶体带正电
C.在豆浆中加入盐卤制豆腐与胶体性质有关
D.明矾溶于水形成胶体,能用于水体的杀菌消毒
【答案】C
【解析】A.根据分散质粒子直径大小,将分散系分为溶液、胶体和浊液,丁达尔效应是胶体的特征性质,故A错误;
B.电泳现象证明,胶体粒子带正电,胶体不带电,故B错误;
C.豆浆是胶体,遇电解质发生聚沉,将盐卤加入豆浆,可以制成豆腐与胶体性质有关,故C正确;
D.明矾溶于水可形成氢氧化铝胶体,做净水剂,不能用于水体杀菌消毒,故D错误;
故选:C。
2. 化学与生产生活密切相关,下列有关胶体的性质和应用,说法错误的是
A.放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成属于丁达尔效应
B.工业上,常用投加明矾、硫酸铁等电解质的方法处理污水
C.工厂常用的静电除尘装置就是利用胶体带电这一性质对其进行电泳
D.卤水点豆腐的过程利用到了电解质溶液能使胶体聚沉的性质
【答案】C
【解析】A.胶体具有丁达尔效应,属于光的散射现象,而放映室射到银幕上的光柱的形成也属于光的散射现象,属于丁达尔效应,故A正确;
B.工业上,常用投加明矾、硫酸铁等电解质的方法处理污水,利用的是二者水解生成氢氧化铝、氢氧化铁胶体的吸附性,故B正确;
C. 工厂常用的静电除尘装置就是利用胶体粒子带电这一性质对其进行电泳,胶体不带电,故C错误;
D. 卤水点豆腐的过程利用的是电解质溶液能使胶体聚沉的性质,属于胶体聚沉,故D正确;
答案选C。
3.胶体在农业、医疗及物质的分离中有重大而广泛的应用。下列关于胶体的叙述正确的是
A.胶体粒子的直径为1~100nm
B.光线透过胶体会产生丁达尔效应,这是胶体与浊液的本质区别
C.向饱和溶液中加入NaOH溶液,可制得胶体
D.江河入海口形成的沙洲与胶体性质无关
【答案】A
【解析】A.胶体粒子的直径为,故A正确;
B.胶体和浊液的本质区别是分散质粒子直径的大小不同,故B错误;
C.向饱和溶液中加入溶液,得到沉淀,故C错误;
D.江河的入海口易形成沙洲是因为河水中的胶体遇到海水中的电解质发生了聚沉,形成了沙洲,故D错误;
故答案选A。
4.下列现象或应用不能用胶体的知识解释的是
A.土壤表面积巨大且一般带负电,能吸收NH等营养离子,使土壤具有保肥能力
B.清晨,人们经常看到的阳光穿过茂密的树木枝叶所产生的美丽景象
C.水泥、冶金工厂常用高压电除去工厂烟尘,减少对空气的污染
D.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液,会出现红褐色沉淀
【答案】D
【解析】A. 土壤胶体微粒带负电荷,可以吸附阳离子,能吸附NH4+等营养离子,使土壤具有保肥能力,故A正确;
B. 清晨,人们经常看到的阳光穿过茂密的树木枝叶所产生的美丽景象是胶体的丁达尔现象,与胶体的性质有关,故B正确;
C. 工厂烟尘属于气溶胶,用高压电除去工厂烟尘是应用了胶体的电泳性质,故C正确;
D. FeCl3溶液中加入NaOH会发生复分解反应,生成氢氧化铁沉淀,是红褐色沉淀,不能用胶体的知识解释,故D错误;
答案选D。
拓展 Fe(OH)3胶体的制备
1. 利用FeCl₃饱和溶液在沸水中发生水解反应,生成Fe(OH)₃胶体。
2. 操作步骤:将少量蒸馏水加入烧杯中,加热至沸腾;向沸水中逐滴加入1~2 mL FeCl₃饱和溶液;
继续煮沸至液体呈红褐色,立即停止加热,即得Fe(OH)₃胶体。
3. 关键要点:必须用FeCl₃饱和溶液(浓度不足无法形成胶体);必须加入沸水中(加热促进Fe³⁺水解);
呈红褐色后立即停止加热(长时间加热使胶体聚沉为沉淀);反应为可逆反应(水解反应可逆)。
4.离子方程式中Fe(OH)₃后必须标注“(胶体)”,不能写“↓”沉淀符号;制备胶体利用的是FeCl₃的水解反应,而非与NaOH的复分解反应;制备所得Fe(OH)₃胶粒带正电荷(吸附Fe³⁺),但整个胶体分散系呈电中性;制备过程中不宜搅拌,防止胶粒碰撞聚沉。
5.制备的Fe(OH)₃胶体中混有HCl等杂质,提纯应用渗析法(半透膜),不能用过滤法(胶体能透过滤纸,无法分离)。
6.总结
性质
对应的应用/制备关联
丁达尔效应
鉴别胶体与溶液
电泳
静电除尘、电泳电镀、血清电泳
聚沉
明矾净水、制豆腐、三角洲形成
渗析
胶体提纯(如制备后除去HCl)
Fe(OH)₃胶体制备
利用水解原理,控制条件使粒子直径落在1~100 nm之间
活学活用
1.关于Fe(OH)3胶体的制备方法,正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】Fe(OH)3胶体是利用水解法制备,需将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,较高温度下促进Fe3+较多水解,且生成的Fe(OH)3颗粒直径在1~100纳米之间,与水形成胶体。
【解析】A.常温水中Fe3+水解程度小,无法形成胶体,描述错误,不符题意;
B.NaOH与FeCl3发生反应,生成大量Fe(OH)3且颗粒极大部分直径超过100纳米,直接形成沉淀(浊液状态),描述错误,不符题意;
C.根据分析,实验设计合理,符合题意;
D.同B选项,描述错误,不符题意;
综上,本题选C。
2.小明同学用如图所示装置制备氢氧化铁胶体(部分夹持装置已略去)。根据所学知识回答下列问题:
(1)氢氧化铁胶体的制备:烧杯中发生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,放置一段时间后,取少量半透膜外的液体于试管中,置于暗处,用一束强光从侧面照射,观察________(填“有”或“无”)丁达尔现象。
(3)向制得的胶体滴加硫酸溶液,现象是________;与硫酸反应的离子方程式为________。
(4)明胶是水溶性蛋白质混合物,溶于水形成胶体。明胶水溶液和氢氧化铁胶体共同具备的性质是________。
A.都不能稳定存在 B.通电,无明显现象
C.分散质粒子可通过滤纸 D.分散质粒径均大于
(5)下列现象或应用,不能运用胶体知识解释的是________。
A.用石膏或盐卤点制豆腐
B.江河入海口,容易形成三角洲
C.硝酸银溶液与溴化钠溶液混合,生成淡黄色沉淀
D.一支钢笔使用两种不同的蓝黑墨水(墨水是胶体),易出现堵塞
【答案】(1)
(2)无
(3) 先产生红褐色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为黄色
(4)C
(5)C
【解析】(1)制备氢氧化铁胶体时,向沸水中滴入几滴饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,即制得氢氧化铁胶体,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,氢氧化铁胶体不能透过半透膜,半透膜外的液体中不含氢氧化铁胶体,即不能产生丁达尔效应,则放置一段时间后,取少量半透膜外的液体于试管中,置于暗处,用一束强光从侧面照射,观察无丁达尔现象;
(3)向制得的胶体滴加硫酸溶液,中和了Fe(OH)3胶体粒子表面的正电荷,导致胶体聚沉生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,继续滴加过量稀硫酸,Fe(OH)3与硫酸反应导致沉淀逐渐溶解,最终溶液变为黄色,则现象是:先产生红褐色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为黄色;Fe(OH)3与硫酸反应生成硫酸铁和水,其离子方程式为:;
(4)A.明胶水溶液和氢氧化铁胶体均属于胶体,胶体属于介稳体系,即两者在一定条件下能稳定存在,A错误;
B.氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在通电时会发生电泳现象;明胶水溶液中的蛋白质胶体粒子也可能带电,通电时也可能发生电泳现象,B错误;
C.胶体的分散质粒子能通过滤纸,明胶水溶液和氢氧化铁胶体均属于胶体,则它们的分散质粒子都可以通过滤纸,C正确;
D.明胶水溶液和氢氧化铁胶体均属于胶体,其分散质粒径在1~100 nm之间,D错误;
故选C。
(5)A.豆浆是胶体,加入电解质(石膏或盐卤)后,胶体粒子会发生聚沉而形成豆腐,即用石膏或盐卤点制豆腐是利用了胶体的聚沉原理,能运用胶体知识解释,A不符合题意;
B.江河入海口容易形成三角洲,是因为河水中的泥沙胶体遇到海水中的电解质发生聚沉,从而逐渐堆积形成三角洲,能运用胶体知识解释,B不符合题意;
C.硝酸银溶液与溴化钠溶液混合,生成淡黄色沉淀是因为两者发生了复分解反应:,与胶体无关,不能用胶体知识解释,C符合题意;
D.一支钢笔使用两种不同的蓝黑墨水(墨水是胶体),易出现堵塞,是因为不同墨水的胶体粒子所带电荷可能不同,混合后会发生聚沉,导致堵塞,能用胶体知识解释,D不符合题意;
故选C。
题型 分散系的分类
▌例1 下列分散系中,分散质和分散剂均属于液体的是( )
A.食盐水 B.烟 C.氢氧化铁胶体 D.有色玻璃
【答案】A
【解析】食盐水——分散质为NaCl(固体)、分散剂为水(液体);烟——分散质为固体颗粒、分散剂为气体;氢氧化铁胶体——分散质为Fe(OH)₃胶粒(固体)、分散剂为水(液体);有色玻璃——分散质和分散剂均为固体(固溶胶)。均属于液体的只有A。
▌对点练1-1 下列关于分散系的说法正确的是( )解题贴士
1.判断分散系类型看本质(粒子直径),不看外观(透明不等于溶液,浑浊不等于浊液)。
2.分散质是被分散的“少”的物质,分散剂是容纳它的“多”的物质。
3.三种分散系的本质区别是分散质粒子直径大小,而非稳定性、外观等其他性质。
A.分散系一定是纯净物
B.区分溶液和胶体的本质区别是能否产生丁达尔效应
C.分散质的粒子直径在1~100 nm之间的分散系是胶体
D.浊液的分散质粒子直径小于1 nm
【答案】C
【解析】A项,分散系由分散质和分散剂组成,一定是混合物;B项,本质区别是粒子直径大小,丁达尔效应是鉴别方法而非本质;D项,浊液粒子直径>100 nm。
▌对点练1-2 下列叙述正确的是( )
A.溶液是纯净物,胶体是混合物
B.胶体和溶液都能透过滤纸
C.按分散质和分散剂的状态分类,分散系可分为9种,其中“烟”属于气液分散系
D.胶体粒子直径在1~100 nm之间,因此胶体粒子就是单个分子或离子
【答案】B
【解析】A项,溶液和胶体均为混合物;C项,烟属于气固分散系;D项,胶体粒子可能是多粒子集合体或大分子
题型 胶体的本质
▌例2溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是
A.是否能产生丁达尔效应 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
【答案】C
【解析】当分散剂是水或其它溶液时,根据分散质粒子直径大小来分类,把分散系划分为:溶液(小于1nm)、胶体(1nm~100nm)、浊液(大于100nm),所以,溶液、胶体和浊液这三种分散系的本质的区别在于分散质粒子直径大小,故A、B、D错,C对。
答案选C。
解题贴士
胶体区别于其他分散系的本质特征是:分散质的颗粒直径在1~100 nm 之间。
▌对点练2-1 的饱和溶液滴入沸水中,可得胶体。胶体区别于饱和溶液最本质的特征是
A.胶体的分散质粒子直径为1~100nm
B.胶体具有丁达尔效应
C.胶体是均一的分散系
D.胶体比饱和溶液颜色深
【答案】A
【解析】溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的直径,胶体粒子的微粒直径在1-100nm之间,胶体的分散质粒子直径为1~100nm,胶粒的大小使胶体能对光线进行散射才有丁达尔效应,胶粒的大小决定了氢氧化铁胶体是比较均一的分散系,也决定了氢氧化铁胶体呈红褐色,则A符合;
选A。
▌对点练2-2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。分散系按分散质粒子直径分类如图。下列说法不正确的是
A.溶液、胶体、浊液均属于混合物
B.云、雾、有色玻璃的分散质粒子直径范围在1~100nm之间
C.甲、乙、丙的本质区别是能够发生丁达尔效应
D.卤水点豆腐利用了胶体聚沉的性质
【答案】C
【解析】A.溶液、胶体、浊液都是一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中形成的混合物,故A正确;
B.云、雾、有色玻璃均属于胶体,分散质粒子直径范围在1~100nm之间,故B正确;
C.溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径大小,故C错误;
D.卤水点豆腐是再胶体里加入电解质溶液,利用了胶体聚沉的性质,D正确;
答案选C。
题型 胶体的性质
▌例3分散质粒子直径大小介于1~100之间的分散系称为胶体,胶体在日常生活中广泛存在,自然界中的一些现象和日常生活中的一些应用都涉及胶体的相关性质,下列物质表现出的现象与胶体性质对应关系错误的是
A.阳光透过树叶间的缝隙射入密林时,观察到有光亮的通路,是胶体产生的丁达尔效应
B.片状的“纳米铁粉”(直径为几纳米到几十纳米)很容易被磁铁吸引,利用了胶体的吸附性
C.江河入海口三角洲的形成,利用了胶体聚沉的原理
D.工厂中使用高压静电除尘,利用了胶体的电泳现象
【答案】B
【解析】A.空气中的微小液滴、尘埃形成气溶胶,阳光照射时分散质粒子对光散射形成光亮通路,属于胶体的丁达尔效应,A不符合题意;
B.纳米铁粉是纯净物,不属于胶体分散系,其被磁铁吸引是铁单质本身的固有磁性,和胶体的吸附性无关联,B符合题意;
C.江河中携带的泥沙胶体遇到海水中的电解质会发生聚沉,长期沉积形成三角洲,利用了胶体聚沉的原理,C不符合题意;
D.工厂排放的烟尘属于气溶胶,胶粒带有电荷,在高压电场作用下发生定向移动(电泳)被电极吸附,利用了胶体的电泳现象,D不符合题意;故选B。
解题贴士
1.丁达尔效应是鉴别溶液和胶体的方法,但非本质区别。
2.电泳的前提是胶粒带电,淀粉胶体不带电,不能电泳;但溶液中的离子在电场下也会定向移动(电解),勿与胶体电泳混淆。
3.聚沉三方法必须清晰记忆:加电解质、加相反电荷胶体、加热/搅拌。
4.渗析与过滤的区分必须牢固掌握。
▌对点练3-1 胶体在农业、医疗及物质的分离中有重大而广泛的应用。下列关于胶体的叙述正确的是
A.胶体粒子带正电是因为其表面有
B.光线透过胶体会产生丁达尔效应,这是胶体与浊液的本质区别
C.云、雾是液溶胶,有色玻璃是固溶胶
D.江河入海口形成的沙洲与胶体性质无关
【答案】A
【解析】A.胶体粒子带正电的原因是胶粒吸附溶液中的阳离子,故A正确;
B.胶体和溶液的本质区别是分散质微粒直径的大小不同,故B错误;
C.云、雾是气溶胶,有色玻璃是固溶胶,故C错误;
D.江河的入海口易形成沙洲是因为土壤胶体遇到海水中的电解质发生了聚沉,形成了沙洲,故D错误;
故选A。
▌对点练3-2下列事实中, 与胶体的性质无关的是
A.将植物油倒入水中, 用力搅拌形成油水混合物
B.一束平行光线射入鸡蛋清液体里, 从侧面可以看到一束光亮的“通路”
C.用明矾作净水剂, 除去水中悬浮杂质
D.用渗析的方法可以除去蛋白质溶液中的NaCl
【答案】A
【解析】A.将植物油倒入水中,用力搅拌形成的油水混合物属于乳浊液,与胶体无关,A正确;
B.鸡蛋清液体属于胶体,能产生丁达尔效应,体现了胶体的性质,B错误;
C.明矾溶于水产生的Al3+发生水解,得到的Al(OH)3胶体具有较强吸附性,能吸附水中悬浮杂质并发生聚沉,从而起到净水作用,C错误;
D.蛋白质溶液属于胶体,胶粒不能透过半透膜,而溶液中的离子可以透过半透膜,因此可用渗析法除去蛋白质溶液中的NaCl,D错误;答案为A。
故答案选A。
题型 胶体的应用
▌例4 下列说法正确的是
A.溶液和胶体的本质区别是能否产生丁达尔现象
B.FeCl3溶液呈电中性,Fe(OH)3胶体带正电
C.江河入海口处易形成三角洲,这与胶体的性质有关
D.胶体的分散质不能通过滤纸
【答案】C
【解析】A.溶液和胶体的本质区别是分散质粒子直径大小(溶液<1 nm,胶体1-100 nm),丁达尔现象是胶体的光学性质而非本质区别,A错误;
B.FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体整体均呈电中性(电荷平衡),Fe(OH)3胶体粒子可能因吸附离子而带电,但体系仍为电中性,B错误;
C.江河入海口处海水中的电解质使河流胶体泥沙聚沉,形成三角洲,与胶体聚沉性质相关,C正确;
D.胶体分散质粒子(1-100 nm)可通过滤纸孔隙(滤纸孔径约1000 nm),不能通过半透膜,D错误;
答案选C。
解题贴士
1.胶体性质与应用的对应关系必须一一对应记忆:
丁达尔效应 → 鉴别溶液和胶体
电泳 → 静电除尘、电泳电镀、血清电泳、分离蛋白质与氨基酸
聚沉 → 明矾净水、制豆腐、三角洲形成、制肥皂
介稳性 → 涂料、颜料、墨水生产
渗析 → 胶体提纯、血液透析
2.注意“鉴别”和“分离”的区别:丁达尔效应只能鉴别(判断是否为胶体),不能分离混合物。
3.“制豆腐”和“制果冻”均利用聚沉,但“制果冻”还涉及胶体的凝胶化,
▌对点练4-1点卤是向豆浆中加入石膏(主要成分为CaSO4),一段时间后豆浆中蛋白质凝结为豆腐。该变化属于
A.结晶过程 B.沉淀反应 C.胶体聚沉 D.液体凝固
【答案】C
【解析】点卤是向豆浆中加入石膏(主要成分为CaSO4),破坏了胶体的稳定性,发生了聚沉,豆浆中蛋白质凝结为豆腐;
故选C。
▌对点练4-2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
【解析】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;
故选C。
题型 Fe(OH)3胶体的制备
▌例5实验室可通过如图装置完成氢氧化铁胶体的制备及性质实验。
(1)实验中向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,并持续加热保持沸腾,至液体呈红褐色,即可制得Fe(OH)3胶体。请设计最简单的实验方案,用文字表述如何验证实验成功制备出胶体:___________。
(2)胶体区别于溶液和悬浊液的本质特征为___________。
(3)向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀盐酸,可观察到现象为___________,反应的离子方程式为___________。
(4)Fe(OH)3胶体___________(填“能”或“不能”)透过滤纸。某同学认为制备的Fe(OH)3胶体中混有FeCl3杂质,应采用___________(填选项A或B)装置提纯Fe(OH)3胶体。
A. B.
(5)某同学用如图所示装置制备氢氧化铁胶体。具体操作是:向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%的FeCl3溶液,然后滴入1滴10%的NaOH溶液,边滴边搅拌,直至液体呈现红褐色为止。该同学这样做的优点是___________。
(6)下列描述的分别是胶体的性质或现象,请按要求填空:(填字母)。
A.胶体的聚沉 B.胶体的渗析 C.丁达尔效应
①“卤水点豆腐,一物降一物”,这里说到的是豆腐的制作,利用的胶体性质是___________。
②尿毒症等疾病引起的血液中毒,可进行透析治疗,利用的胶体性质是___________。
③拍照时,清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高___________。
【答案】(1)用激光笔照射溶液,若产生光亮的通路,则成功制备出胶体
(2)分散质粒子直径介于1-100 nm之间
(3) 先有红褐色沉淀生成,继续滴加,沉淀最终消失且得棕黄色溶液 Fe(OH)3+3H+ = Fe3++3H2O
(4) 能 B
(5)节能、快速等
(6) A B C
【解析】(1)向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,至溶液变为红褐色,用激光笔照射溶液,若产生光亮的通路,即制得氢氧化铁胶体。
(2)胶体区别于溶液和悬浊液的本质特征为:分散质粒子直径介于1-100 nm之间。
(3)向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀盐酸,首先发生聚沉,出现红褐色沉淀;继续滴加,沉淀最终消失且得棕黄色溶液,。
(4)胶体能透过滤纸;可用渗析法提纯胶体,选B。
(5)氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠,边滴边搅拌,可以避免氢氧化铁形成沉淀,直至液体呈现红褐色,说明制取获得氢氧化铁胶体。优点是节能、快速。
(6)①卤水中电解质电离产生的离子,能中和豆浆蛋白质的电性,使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉,从而制得豆腐,选A。
②胶体的直径介于1-100 nm之间,透析治疗是利用胶体的渗析原理,选B。
③清晨或者大雨过后,空气中充满水雾,能产生丁达尔效应,所以拍到“耶稣光”的概率比较高,选C。
▌对点练5-1下列有关Fe(OH)₃胶体的叙述错误的是( )
A.制备时向沸水中滴入FeCl₃饱和溶液
B.制得的胶体呈红褐色
C.用激光笔照射时,可看到一条光亮的通路
D.Fe(OH)₃胶体粒子带负电荷
【答案】D
【解析】Fe(OH)₃胶粒因吸附Fe³⁺而带正电荷
基础通关
1.根据气象台报道,近年来每到春季,沿海一些城市经常出现大雾天气,致使高速公路关闭,航班停飞。雾属于下列分散系中的( )
A.溶液 B.悬浊液 C.乳浊液 D.胶体
【答案】D
【解析】雾是由悬浮在大气中的小液滴构成的,小液滴的直径在1~100 nm之间,所以雾属于胶体。
2.下列分散系中,分散质微粒直径介于10-9~10-7 m之间的是( )
A.溶液 B.胶体 C.悬浊液 D.乳浊液
【答案】B
【解析】溶液分散质微粒直径小于10-9 m,胶体分散质微粒直径介于10-9~10-7 m之间,悬浊液分散质微粒直径大于10-7 m,乳浊液分散质微粒直径大于10-7 m。
3.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )
A.分散质粒子直径在1~100 nm之间
B.都是混合物
C.都是无色、透明的溶液
D.都呈红褐色
【答案】B
4.下列关于硫酸铜溶液和泥水的说法中不正确的是( )
A.都是混合物 B.都是分散系
C.分散剂相同 D.分散质粒子相同
【答案】D
【解析】硫酸铜溶液和泥水两种分散系都是混合物,它们的分散剂都是水,但分散质粒子不同,硫酸铜溶液的分散质粒子是铜离子和硫酸根离子,泥水(悬浊液)的分散质粒子是固体小颗粒。
5.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……”。结合这段文字及所学的化学知识,判断下列说法正确的是( )
A.荷塘上方的薄雾是水蒸气
B.月光通过薄雾时产生了丁达尔效应
C.薄雾中的微粒直径大约是2.5 pm
D.“大漠孤烟直”中的孤烟成分和这种薄雾的成分相同
【答案】B
【解析】荷塘上方的薄雾是空气中的小液滴,不是水蒸气,属于胶体,胶体粒子的直径为1~100 nm,可以产生丁达尔效应,A、C项错误,B项正确;“大漠孤烟直”中的孤烟指的是固体小颗粒,与这种薄雾的成分不同,D项错误。
6.下列叙述正确的是( )
A.直径介于1~100 nm之间的粒子称为胶体
B.用过滤的方法可以将胶体和溶液分离
C.利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
【答案】C
【解析】胶体是一类分散质直径介于1~100 nm之间的分散系,A项错误;胶体和溶液都能通过滤纸,无法将二者分离,B项错误;胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径的大小,D项错误。
7.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、分散质粒子的直径为5.5~36 nm的磁流体。下列说法中正确是( )
A.所得到的分散系属于溶液
B.用一束光照射该分散系时,可以看到一条光亮的通路
C.该分散系不能透过滤纸
D.该分散系的分散质为Fe(OH)3
【答案】B
【解析】分散质粒子直径大小在1~100 nm的分散系是胶体,可产生丁达尔效应,也能透过滤纸;由颜色可知分散质不是Fe(OH)3。
8.有人设想通过特殊的方法将碳酸钙加工成为纳米碳酸钙(即碳酸钙粒子直径达到纳米级),这将使建筑材料的性能发生巨大的变化。下列关于纳米碳酸钙的说法正确的是( )
A.纳米碳酸钙是与胶体相似的分散系
B.纳米碳酸钙分散到水中所得到的分散系会产生丁达尔效应
C.纳米碳酸钙的化学性质与原来碳酸钙完全不同
D.纳米碳酸钙粒子不能透过滤纸
【答案】B
【解析】纳米碳酸钙是纯净物,分散系是混合物,A项错误;纳米碳酸钙的化学性质与原来碳酸钙相比不会发生改变,C项错误;与胶体中的胶粒(微粒直径在10-9~10-7m之间)能透过滤纸一样,纳米碳酸钙粒子也能透过滤纸,D项错误。
9.渗析是用来分离
A.胶体和浊液 B.溶液和浊液 C.溶液和胶体 D.悬浊液和乳浊液
【答案】C
【解析】渗析是一种以浓度差为推动力的膜分离操作,利用膜对溶质的选择透过性,实现不同性质溶质的分离;即利用半透膜能透过小分子和离子但不能透过胶体粒子的性质从溶胶中除掉作为杂质的小分子或离子的过程,故C正确;
故答案选C。
10.下列现象或新技术应用中,涉及胶体性质的有
①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出血
②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
③使用静电除尘器除去空气中的飘尘粒子
④豆浆中加入石膏后迅速凝固
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【答案】D
【解析】①血液属于胶体,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应用了胶体聚沉的原理,符合题意;
②血液为胶体分散系,可渗析法提纯,则由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,与胶体性质有关,符合题意;
③静电除尘利用胶体微粒吸附带电粒子,通电向某极移动,是胶体的电泳现象的应用,符合题意;
④豆浆属于胶体,加入石膏可以使胶体聚沉,豆浆迅速凝固,符合题意;
故选D。
11.下列关于胶体的说法中正确的是
A.煮沸饱和溶液可制得氢氧化铁胶体
B.胶体具有吸附性,可用于消毒净水
C.直径在1~100纳米之间的碳酸钙属于胶体
D.混用两种不同的墨水(墨水是胶体)易堵塞钢笔,可以用胶体聚沉的原理来解释
【答案】D
【解析】A.制备Fe(OH)₃胶体的正确方法是将FeCl₃饱和溶液逐滴加入沸水中,继续煮沸至红褐色。直接煮沸FeCl₃饱和溶液会生成沉淀而非胶体,A错误;
B.Fe(OH)₃胶体通过吸附悬浮杂质净水,但吸附性不具消毒作用,B错误;
C.胶体是分散系,需分散质(如碳酸钙)分散在介质中形成,仅颗粒大小为1-100nm的碳酸钙未构成分散系,不属胶体,C错误;
D.混用不同墨水(胶体)可能因胶粒电荷相反导致聚沉,堵塞钢笔,符合胶体聚沉原理,D正确;
故选D。
12.下列关于明胶胶体说法正确的是
A.明胶胶体和NaCl溶液的本质区别为是否具有丁达尔效应
B.明胶胶体与胶体混合后有沉淀产生,说明明胶胶体带负电
C.明胶胶体不断搅拌后仍能稳定存在
D.明胶胶体的分散质能透过滤纸
【答案】D
【解析】A.胶体和溶液的本质区别是分散质颗粒直径不同,A错误;
B.胶体呈电中性,B错误;
C.胶体是介稳定分散系,不断搅拌后会发生胶体聚沉,不能稳定存在,C错误;
D.胶体的分散质颗粒直径在之间,能透过滤纸,D正确;
故答案为:D。
素养提升
1.下表所列物质或概念间的从属关系不符合下图所示关系的是
选项
X
Y
Z
A
液氯
单质
纯净物
B
雾
胶体
分散系
C
酸性氧化物
非金属氧化物
D
弱酸
化合物
【答案】C
【解析】A.液氯为只含有一种物质的纯净物,属于单质,纯净物包括单质和化合物,故A正确;
B.雾属于胶体,分散系包括溶液、胶体和浊液,故B正确;
C.CO2能与碱反应只生成盐和水,属于酸性氧化物,但有的酸性氧化物不属于非金属氧化物,如Mn2O7,故C错误;
D.HClO属于弱酸,弱酸属于化合物,故D正确;
故答案为C。
2.下列有关叙述不正确的是
A.稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液都为胶体
B.用可见光束照射以区别溶液和胶体
C.用石膏或盐卤点制豆腐与胶体的性质有关
D.明矾能生成氢氧化铝胶体,可用作净水剂
【答案】A
【解析】A.稀豆浆是胶体,硅酸是胶体,但氯化铁溶液是溶液不是胶体,所以“都为胶体”的叙述不正确,A错误;
B.胶体具有丁达尔效应,而溶液没有,因此可用此方法区别,B正确;
C.石膏或盐卤是电解质,能使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉,从而制成豆腐,这与胶体的聚沉性质有关,C正确;
D.明矾溶于水后,Al3+水解生成氢氧化铝胶体,能吸附水中悬浮杂质而沉降,可用作净水剂,D正确;
故答案选A。
3.下列关于溶液和胶体的叙述正确的是
A.布朗运动是胶体粒子特有的运动形式,所以可以据此把胶体和溶液、悬浊液区分开
B.所有胶体的分散质微粒都可以在外加电源作用下做定向移动
C.“卤水点豆腐”和“土壤保肥”都与胶体的性质有关
D.向胶体加入足量稀盐酸后,最终产生的现象是胶体凝聚,变成沉淀
【答案】C
【解析】A.布朗运动是胶体粒子、溶液中的溶质粒子及悬浊液中的颗粒都具有的运动形式,不能据此区分胶体和溶液、悬浊液,区分三者的本质依据是分散质粒子直径大小,A不符合题意;
B.淀粉胶体等分子胶体的分散质微粒不带电,不能在外加电源作用下做定向移动,只有带电的胶体粒子才能发生电泳,B不符合题意;
C.“卤水点豆腐”是豆浆中的蛋白质胶体遇电解质发生聚沉,“土壤保肥”是土壤胶体粒子吸附肥料中的离子,均与胶体的性质有关,C符合题意;
D.向胶体加入足量稀盐酸,先发生胶体聚沉产生沉淀,后与盐酸发生中和反应,沉淀溶解,最终得到黄色溶液,D不符合题意;
故选C。
4.明胶的水溶液和氢氧化铁胶体共同具备的性质是
A.都不稳定,密封放置沉淀 B.都能产生丁达尔效应
C.分散质粒子可通过滤纸 D.分散质粒径均大于100nm
【答案】C
【解析】A.溶液和胶体外观基本一致,一般为均一、透明、稳定,A错误;
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,B错误;
C.溶液和胶体的分散质粒子都可通过滤纸,C正确;
D.胶体和溶液的本质区别是分散质的颗粒大小不同;胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系;溶液是分散质粒子小于1nm的分散系,D错误;
故选C。
5.实验室可通过如图装置完成氢氧化铁胶体的制备及性质实验。
(1)实验中向沸水中滴加饱和溶液,并持续加热保持沸腾,至液体呈红褐色,即可制得胶体。请设计最简单的实验方案,用文字表述如何验证实验成功制备出胶体:___________。
(2)胶体区别于溶液和悬浊液的本质特征为___________。
(3)胶体中加入过量稀盐酸中,溶液由无色变为黄色,反应的化学方程式为___________。该反应的反应类型为___________(填基本反应类型)。
(4)胶体___________(填“能”或“不能”)透过滤纸。某同学认为制备的胶体中混有杂质,应采用___________(填选项A或B)装置提纯胶体。
A. B.
(5)下列描述的分别是胶体的性质或现象,请按要求填空:(填字母)。
A.胶体的聚沉 B.胶体的电泳 C.丁达尔效应
①“卤水点豆腐,一物降一物”,这里说到的是豆腐的制作,利用的胶体性质是___________。
②工厂采用高压静电除尘,利用的胶体性质是___________。
③拍照时,清晨或者大雨过后拍到“耶稣光”的概率比较高___________。
【答案】(1)用激光笔照射溶液,若产生光亮的通路,则成功制备出胶体
(2)分散质粒子直径介于1-100nm之间
(3) 复分解反应
(4) 能 B
(5) A B C
【解析】(1)胶体能产生丁达尔效应,实验方案设计为:用激光笔照射溶液,若产生光亮的通路,则成功制备出胶体;
(2)胶体区别于溶液和悬浊液的本质特征为:分散质粒子直径介于1-100nm之间;
(3)胶体中加入过量稀盐酸中,溶液由无色变为黄色,说明生成了Fe3+,反应的化学方程式为:,该反应的反应类型为:复分解反应;
(4)胶体能透过滤纸;可用渗析法提纯胶体,选B;
(5)①卤水中电解质电离产生的离子,能中和豆浆蛋白质的电性,使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉,从而制得豆腐,选A;
②工厂采用高压静电除尘,是利用高压电使矿尘胶体发生电泳的性质,将矿尘聚集到一起,从而进行去除,选B;
③清晨或者大雨过后,空气中充满水雾,能产生丁达尔效应,所以拍到“耶稣光”的概率比较高,选C。
迁移创新
1.某学生在做胶体凝聚实验时,用①加硅酸溶胶;②加溶胶;③加溶液;④加As2S3胶体;⑤加蒸馏水等5种方法,其中能观察到凝聚现象的是
A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.③④⑤
【答案】B
【解析】胶体凝聚即胶体聚沉,硅酸胶体和As2S3胶体的胶粒带负电荷,胶粒带正电荷,则①和④可使胶体聚沉,是电解质,也能使胶体聚沉,答案选B。
2.胶体金(Au)免疫层析法可用于快速检测新型冠状病毒抗体。利用柠檬酸钠溶液还原氯金酸 (HAuCl4)即可制备得到胶体金。研究发现:柠檬酸钠的用量不同会导致胶体金粒径和颜色的不同。
(1)德国化学家席格蒙迪研制出超显微镜,可以观察到胶体金颗粒的形态,胶体金分散质粒子的直径大致范围在 nm之间。
(2)胶体金免疫层析法的原理是胶体金的胶粒,能与抗原蛋白质分子的正电荷基团发生聚沉,从而显示阳性。
①若将胶体金装入U形管中,插入电极后通直流电,发现 (填“带正电荷的电极”或“带负电荷的电极”)附近颜色加深,产生这一现象的原因是 。
②向新冠肺炎自测试剂盒中倒入可乐或柠檬水可能会导致假阳性。推测这一现象的原因 。
③与上面②题现象的原理与下列哪项相同 。
a.长江三角洲的形成 b.大雨过后拍到“耶稣光”
c.血液透析 d.不同品牌的墨水不能混用
④想要聚沉该胶体金,加入等浓度的下列电解质时, 效果最明显。
A.BaCl2 B.Al2(SO4)3 C.KCl D.CuSO4
(3)明胶是水溶性蛋白质混合物,溶于水形成胶体。现有10mL明胶的水溶液与5mL KCl溶液混合装入半透膜内,将此半透膜袋浸入盛蒸馏水的烧杯中,设计实验证明Cl-能够透过半透膜: ;该检验过程发生的离子方程式为: 。
【答案】(1)1~100
(2)带正电荷的电极 胶体金的胶粒带负电荷 在加入其它电解质溶液的时候会破坏胶体的稳定性从而产生聚沉现象 ad B
(3)取少量烧杯中的液体于试管中,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明Cl-能够透过半透膜 Ag++Cl-=AgCl↓
【解析】(1)分散质粒子直径在1~100nm的分散系是胶体,胶体金分散质粒子的直径大致范围在1~100nm之间。
(2)①胶体金的胶粒,能与抗原蛋白质分子的正电荷基团发生聚沉,说明胶体金的胶粒带负电荷,若将胶体金装入U型管中,插入电极后通直流电,带正电荷的电极附近颜色加深,产生这一现象的原因是胶体金的胶粒带负电荷,通电时,向带正电荷的方向移动,发生电泳;
②胶体在加入其它电解质溶液的时候会破坏胶体的稳定性从而产生聚沉现象,所以向新冠肺炎自测试剂盒中倒入可乐或柠檬水可能会导致假阳性;
③上面②题现象是胶体聚沉:
a.长江三角洲的形成与胶体聚沉应该,故选a;
b.大雨过后拍到“耶稣光”属于丁达尔效应,故不选b;
c.血液透析利用渗析原理,故不选c;
d.不同品牌的墨水不能混用,与胶体聚沉有关,故选d;
选ad;
④胶体金的胶粒带负电荷,溶液中阳离子所带的正电荷越多,聚沉效果越好,想要聚沉该胶体金,加入等浓度的下列电解质时,Al2(SO4)3效果最明显,选B;
(3)现有10mL明胶的水溶液与5mL KCl溶液混合装入半透膜内,将此半透膜袋浸入盛蒸馏水的烧杯中,若烧杯中的水中含有氯离子,说明Cl-能够透过半透膜;具体操作是:取少量烧杯中的液体于试管中,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成,说明Cl-能够透过半透膜;该检验过程发生的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓。
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