必修一化学212 分散系及其分类.docx
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必修一化学212分散系及其分类
2.1.2 分散系及其分类
[学习目标] 1.了解分散系的概念及其分散系的分类。
2.知道胶体是一种常见的分散系。
(重点) 3.了解胶体的介稳性和丁达尔效应。
(重点) 4.了解胶体的鉴别方法。
(重点)
一、分散系及其分类
1.概念
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。
其中被分散的物质称为分散质;起容纳作用的物质称为分散剂。
2.分类
(1)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:
(2)按照分散质粒子大小分类
1.烟、雾是两种胶体分散系,其中的分散质和分散剂是什么状态?
【提示】 烟中分散质为固体,分散剂为气体;雾中分散质为液体,分散剂为气体。
二、胶体的制备及性质
1.氢氧化铁胶体的制备:
向沸腾的蒸馏水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,即得Fe(OH)3胶体。
2.胶体的性质:
(1)丁达尔效应。
①科学探究:
Fe(OH)3胶体与CuSO4溶液性质的比较。
分散系
用激光笔光束照射时的现象
CuSO4溶液
无光亮通路产生
Fe(OH)3胶体
有光亮通路产生
②概念:
当光束通过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”,这是胶体粒子对光线散射形成的。
(2)可透过滤纸:
科学探究Fe(OH)3胶体与泥水的性质比较。
分散系
过滤后的现象
Fe(OH)3
胶体
胶体全部透过滤纸,无滤渣,滤液呈红褐色
泥水
滤纸上有泥沙,滤液澄清、透明
(3)介稳性:
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下可以稳定存在。
2.Fe(OH)3胶体和Fe(OH)3沉淀两种分散系的本质区别是什么?
它们之间的转化属于物理变化还是化学变化?
【提示】 两种分散系的本质区别是分散质微粒直径的大小不同,它们之间转化时只是颗粒大小发生了变化,成分没有发生变化,所以属于物理变化。
1.判断
(1)在少量酒精溶于水后得到的分散系中分散质是酒精。
( )
(2)溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径的大小。
( )
(3)混合物均是分散系。
( )
(4)可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中的氯化钠。
( )
(5)溶液是纯净物,浊液是混合物。
( )
(6)烟、雾、云都是气溶胶。
( )
【答案】
(1)√
(2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
2.生物学家借助新的显微技术,成功观察到小于200纳米的粒子。
下列分散系中,分散质粒子半径最小的是( )
A.雾 B.Fe(OH)3胶体
C.石灰乳D.KNO3溶液
【解析】 溶液中分散质粒子最小。
【答案】 D
3.清晨,阳光射入密林中的现象如图。
请分析其中的化学道理,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大小介于1nm~100nm,能使光产生散射
(3)鉴别胶体和溶液
学生分组探究一 溶液、胶体和浊液三类分散系的比较
第1步探究——问题引入,自主探究
1.溶液、胶体、浊液的本质区别是什么?
【提示】 分散质粒子直径大小。
2.Fe(OH)3胶体中胶体粒子能否透过滤纸?
【提示】 能。
3.有一瓶无色液体,不用化学试剂如何鉴别它是AlCl3溶液还是Al(OH)3胶体?
【提示】 用光束照射该液体,能产生丁达尔效应的是Al(OH)3胶体。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子大小
<1nm
1~100nm
>100nm
分散质粒子
分子、原子或离子
许多分子的集合体或单个高分子
巨大数目分子的集合体
性质
外观
均一、透明
均一、有的透明
不均一、不透明
稳定性
稳定
介稳体系
不稳定
能否
透过
滤纸
能
能
不能
半透膜
能
不能
不能
是否有丁达尔效应
无
有
无
实 例
NaCl溶液
豆浆
泥浆水、油水
第3步运用——精选习题,落实强化
1.区别胶体和其他分散系的特征性质是( )
A.布朗运动 B.能透过滤纸
C.电泳D.丁达尔效应
【解析】 丁达尔效应是胶体特有的性质,具有丁达尔效应的分散系一定是胶体。
【答案】 D
2.下列关于FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体的说法中正确的是
( )
A.都是无色透明、均一、稳定的分散系
B.分散质颗粒直径都在10-9~10-7m之间
C.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
D.FeCl3溶液具有丁达尔效应
【解析】 FeCl3溶液为棕黄色,Fe(OH)3胶体为红褐色,A项错误;FeCl3中的粒子直径小于10-9m,B项错误;FeCl3溶液无丁达尔效应,D项错误。
【答案】 C
3.纳米材料是粒子直径为1~100nm的材料,其研究成果已应用于医学、化工、军事等领域。
纳米碳就是其中的一种,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,下列有关形成的物质的判断正确的是( )
①是溶液 ②是胶体 ③能产生丁达尔效应 ④能透过滤纸 ⑤不能透过滤纸 ⑥静置后会析出黑色沉淀
A.①②③④B.②③⑤⑥
C.②③④D.②③④⑥
【解析】 粒子直径为1~100nm为胶粒直径大小范围。
【答案】 C
4.下列关于胶体的说法中不正确的是( )
A.可以通过过滤的方法将淀粉胶体中混有的氯化钠溶液除去
B.制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中煮沸至溶液呈红褐色
C.一束平行光线射入蛋白质溶液里,从侧面可以看到一条光亮的通路
D.分散质粒子的直径:
Fe(OH)3悬浊液>Fe(OH)3胶体>FeCl3溶液
【解析】 滤纸孔径大于胶体粒子和溶液分散质粒子的大小,不能通过过滤除去淀粉胶体中混有的氯化钠,应该用渗析法除去淀粉胶体中的氯化钠,A项错误;利用FeCl3溶液水解制取氢氧化铁胶体,B项正确;蛋白质分子直径较大,分散到水中可形成胶体,具有丁达尔效应,C项正确;分散系中分散质粒子由大到小的顺序,可分为浊液、胶体和溶液,D项正确。
【答案】 A
分散系中易忽视的问题
①胶体区别于其他分散系的本质是胶粒直径在1~100nm之间。
②平常所说的纳米材料,就是其微粒直径在1~100nm之间,因而将其分散到分散剂中,形成的是胶体,具有胶体的性质。
③液溶胶和溶液在外观上没有显著的区别。
④胶体能稳定存在的主要原因是胶体粒子带有同种电荷,互相排斥不易聚集成大的颗粒。
⑤胶体粒子是分子的聚集体,将含1molFeCl3的溶液滴在沸水中完全水解,生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于NA。
学生分组探究二 胶体的分类、性质和应用
第1步探究——问题引入,自主探究
1.如何证明雾是胶体?
【提示】 用一束光照射,雾中出现一条明亮的“光路”,证明雾为胶体。
2.豆腐的制作原理是什么?
【提示】 胶体的聚沉。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.分类:
胶体的分散剂可以是气体、液体和固体,根据分散剂的状态可分为气溶胶(如烟)、液溶胶(如氢氧化铁胶体)和固溶胶(如有色玻璃)。
2.性质及应用:
内容
主要应用举例
性质
丁达尔
效应
胶粒对可见光的散射而产生的,是一种物理现象
鉴别胶体与溶液
介稳性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下相对稳定
生产涂料、颜料、墨水、洗涤剂等
电泳
胶粒在外加电场作用下做定向移动
静电除尘、电泳电镀等
聚沉
胶体粒子聚集成较大的颗粒形成沉淀。
明矾净水、制豆腐、制肥皂等
第3步运用——精选习题,落实强化
1.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.在河流入海处易形成沙洲
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
【解析】 做豆腐,形成沙洲属于聚沉;FeCl3与NaOH发生复分解反应,与胶体性质无关。
【答案】 D
2.(2015·河北邢台高一月考)关于胶体的性质与应用,相关说法错误的是( )
A.静电除尘器除去空气中的飘尘是利用胶体粒子的带电性而加以除去
B.医学上的血液透析原理同胶体的渗析类似,透析膜同半透膜类似
C.从颜色上无法区别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体
D.由于胶粒之间的排斥作用,胶粒不易聚集成大的颗粒,所以胶体比较稳定
【解析】 中和胶体粒子的电性能够使胶体聚沉,如用净电除尘器吸附带电的飘尘,而使之聚沉除去,A项正确;血液是一种胶体,利用渗析的原理可以除去血液中的毒性小分子物质,B项正确;Fe(OH)3胶体呈红褐色,FeCl3溶液呈棕黄色,因此可以从颜色上区分,C项错误;由于同种电荷的静电排斥作用,胶体相对比较稳定,D项正确。
【答案】 C
3.从下列选项中选择适当的字母填入下列横线上
A.过滤 B.聚沉 C.凝胶 D.电泳 E.丁达尔效应
(1)Fe(OH)3胶体呈红褐色,插入两个惰性电极,通直流电一段时间,阴极附近的颜色逐渐变深,这种现象叫________;
(2)光束通过Fe(OH)3胶体,可看到光亮的通路,这种现象叫________;
(3)Fe(OH)3胶体中加入硅酸胶体(胶体粒子带负电),胶体变得浑浊,这是发生了________;
(4)鉴别Fe(OH)3胶体和盐酸的方法是________。
【解析】
(1)因Fe(OH)3胶粒带有正电荷,所以在电场的作用下,向阴极区移动,而使该区颜色加深,这种现象称为电泳。
(2)光束通过胶体时,产生光亮的通路,称为丁达尔效应。
(3)加入与胶粒带相反电荷的胶体,胶体会发生聚沉。
(4)鉴别胶体和溶液利用丁达尔效应。
【答案】
(1)D
(2)E (3)B (4)E
胶体聚沉的措施
(1)加酸、碱或盐,中和胶粒带的电荷
(2)加异性电荷的胶体
(3)加热
Fe(OH)3胶体的制备和提纯方法
1.Fe(OH)3胶体的制备
Fe(OH)3胶体制备时的注意事项
(1)用蒸馏水:
制Fe(OH)3胶体不可用自来水代替蒸馏水,因为自来水中含有的阴离子会使Fe(OH)3胶体粒子聚集成更大的颗粒,即产生Fe(OH)3沉淀;
(2)用饱和溶液:
制Fe(OH)3胶体一般用FeCl3饱和溶液,而不用稀溶液;
(3)不能搅拌:
滴加FeCl3溶液的速度不能过快,不能用玻璃棒搅拌,否则会使Fe(OH)3胶体颗粒碰撞成大颗粒形成沉淀;
(4)加热:
为了加快反应,采用加热的方法,但当溶液呈红褐色时就要停止加热,因为温度过高会破坏胶体,生成Fe(OH)3沉淀。
2.胶体提纯的方法——渗析
(1)定义:
将胶体与溶液的混合液装入半透膜袋,然后浸入蒸馏水中,使溶质微粒分离出去的操作叫渗析。
(2)装置如下图
半透膜袋中的离子(Cl-、Fe3+、H+)能透过袋进入蒸馏水中,而胶体粒子不能透过袋。
——[体验训练]—————————————————
如图所示,烧杯内装有蒸馏水,放置一个下部封有半透膜的长颈漏斗,内装有淀粉和NaCl溶液,漏斗颈内的液面略高于烧杯内蒸馏水的液面,一段时间后用碘水和AgNO3溶液分别检验蒸馏水中的物质。
整个实验过程中,观察到的现象为
( )
①漏斗颈内液面下降 ②漏斗颈内液面上升 ③烧杯内液体遇AgNO3溶液有白色沉淀产生 ④烧杯内液体遇碘水变蓝
A.只有①④ B.只有②③
C.只有①③D.只有②④
【解析】 Na+、Cl-进入烧杯,水进入漏斗中。
【答案】 B
课时作业(七)
[学业水平层次(A)]
1.出现大雾天气时,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
2.下列物质不属于分散系的是( )
A.水B.氯化钠溶液
C.泥浆D.淀粉溶液
【解析】 水为纯净物,不是分散系。
【答案】 A
3.晚自习的课间,同学们站在四楼上,可以看到市里的空中有移动的光柱,这就是气溶胶发生的丁达尔效应,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.胶体分散质粒子的直径介于1~100nm之间
C.利用丁达尔效应可鉴别胶体和溶液
D.胶体经短时间静置后会产生沉淀
【解析】 胶体比较稳定,短时间内不会形成沉淀。
【答案】 D
4.下列关于胶体的叙述中不正确的是( )
A.布朗运动是胶体微粒特有的运动方式,只用肉眼就可以把胶体和溶液、浊液区别开来
B.向Fe(OH)3胶体中加入少量H2SO4溶液,会生成红褐色沉淀
C.可利用丁达尔效应区分胶体与溶液
D.胶体微粒具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象
【解析】 布朗运动不是胶体特有的,肉眼不能区分胶体和溶液,A错误;H2SO4是电解质,向Fe(OH)3胶体中加少量H2SO4溶液,胶体发生了聚沉,生成红褐色沉淀,B正确;胶体会产生明显的丁达尔效应,据此可区分胶体与溶液,C正确;胶粒能吸附阳离子或阴离子而带有电荷,能在电场作用下产生电泳现象,D正确。
【答案】 A
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”也有科学道理。
那么,这种做法的化学原理是( )
A.胶体的电泳
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】 食盐的主要成分NaCl是电解质,血液是胶体,其胶体粒子带电荷,往伤口上撒盐会使血液发生聚沉。
【答案】 D
6.用饱和的氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体,正确的操作是( )
A.将饱和氯化铁溶液滴入氢氧化钠溶液中即可
B.将饱和氯化铁溶液滴入热水中,生成棕黄色液体即可
C.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色液体即可
D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色沉淀即可
【解析】 Fe(OH)3胶体的制备中,是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至液体呈红褐色。
【答案】 C
7.(2015·长春高一检测)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+3H2O
Fe(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
【解析】 A项,胶体不注“↓”;B项,加热时间,胶体可能聚沉;C项,胶体产生丁达尔效应,而溶液不发生丁达尔效应。
【答案】 D
8.丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。
(1)下图是在实验室中进行Fe(OH)3胶体丁达尔效应实验的示意图,该图中有一处明显错误是________________________________________________________________________,
原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(试从分散系分类的角度进行解释说明)。
(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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)去树林观察丁达尔效应有诸多不便,聪明的你想出了许多在家里看到丁达尔效应的方法,请设计一个你认为最简单、最环保的方法:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 题图光线通过了两种分散系(空气和氢氧化铁胶体),而通过空气时看不到通路。
树林中观察到的雾的丁达尔效应效果与雾的浓度有关,在家中也可人造雾景,如打开空气加湿器,打开盛热水的暖瓶盖等。
【答案】
(1)空气中也出现了光柱 进入烧杯前,光束穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应
(2)清晨 清晨树林中存在水雾,雾是胶体,光束穿过这些水雾产生丁达尔效应
(3)打开装有热水的暖瓶盖,用一束光照射升腾的水汽即可(合理即可)
[能力提升层次(B)]
9.医学上对血液中毒最常用的净化手段是血液透析。
透析时,病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。
血液中的蛋白质和血细胞不能透过透析膜,血液内的毒性物质则可以透过,由此可以判断( )
A.蛋白质、血细胞不溶于水,毒性物质可溶于水
B.蛋白质以分子形式存在,毒性物质以离子形式存在
C.蛋白质、血细胞的粒子直径大于毒性物质的粒子直径
D.蛋白质、血细胞不能透过滤纸,毒性物质能透过滤纸
【解析】 透析膜属于半透膜,可用来分离提纯物质,蛋白质、血细胞的粒子直径大,不能透过半透膜,毒性物质的粒子直径小,能透过半透膜。
【答案】 C
10.(2015·河北石家庄二中月考)下列说法正确的是( )
①胶体产生丁达尔效应是由胶粒大小决定的
②胶体与溶液的分离可用渗析的方法
③胶体都是均匀、透明的液体
④将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至溶液呈红褐色即生成氢氧化铁胶体
⑤胶体不稳定,静置后容易产生沉淀
⑥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
A.①②③④ B.①②④⑥
C.①③④⑥D.②③④⑤
【解析】 胶体根据分散剂来分有气溶胶(如雾、白云)、液溶胶和固溶胶(如有色玻璃),③错误;胶体具有介稳性,若不提供聚沉条件,不会产生沉淀,⑤错误。
【答案】 B
11.现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
甲同学向1mol·L-1氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液;
乙同学直接加热饱和FeCl3溶液;
丙同学向25mL沸水中逐滴加入1mL~2mLFeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是________;若丙同学实验中不停止加热,会看到________________________________________________________________________。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作及现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行下列实验:
①将其装入U形管内,用石墨作电极,接通直流电,通电一段时间后发现阴极附近的颜色逐渐变深,这表明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②向其中加入稀硫酸,产生的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】
(1)丙同学的操作是制取氢氧化铁胶体的正确方法,但实验中始终加热,红褐色胶体会产生沉淀;
(2)证明胶体的方法是利用丁达尔效应;(3)①氢氧化铁胶体粒子带正电荷,电泳时阴极附近的颜色逐渐变深;②向其中加入稀硫酸,先生成红褐色的沉淀,后溶解为黄色溶液,是胶体先凝聚,后又与稀硫酸发生中和反应所致。
【答案】
(1)丙 出现红褐色沉淀
(2)用激光笔照射,若有一条光亮的通路,则有胶体生成
(3)①Fe(OH)3胶粒带正电 ②先生成红褐色的沉淀,后溶解为黄色溶液
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