1、第2课时分散系及其分类学习目标定位1.能够根据分散质粒子的大小对分散系分类。2.会制备Fe(OH)3胶体,会鉴别胶体与溶液。一分散系及其分类1.硫酸铜溶液和泥水都属于混合物,各是怎样形成的?它们在形式上有何相同点?答案硫酸铜晶体中的微小离子分散在水中形成硫酸铜溶液;泥土小颗粒分散在水中形成泥水,为悬浊液;二者都是一种物质分散在另一种物质中而形成的混合物。(由此引伸出分散系、分散质、分散剂的概念。)2.分散系存在比较广泛,大家熟知的溶液都是分散系。日常生活中常见的分散系有:烟、雾、碘酒、食盐水、有色玻璃等。(1)分析指出它们各自的分散质、分散剂;比较分散质、分散剂的存在状态(填写下表)。分散系分
2、散质分散剂烟微小尘埃(固)空气(气)雾微小水滴(液)空气(气)碘酒碘(固)酒精(液)食盐水食盐(固)水(液)有色玻璃金属氧化物(固)玻璃(固)(2)依据分散剂和分散质的状态,用交叉法对分散系进行分类。答案分散系可分为9种,如下图。3.粗盐溶液因含少量泥沙而变浑浊,常用过滤的方法将它们除去。过滤时,氯化钠溶液能透过滤纸得到滤液,少量泥沙不能透过滤纸而残留在滤纸上,由此可说明分散质粒子大小不同。若以此为分类标准,分散系可分为溶液、胶体和浊液。归纳总结1.分散系有关概念分散系是把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。分散质是被分散的物质。分散剂是容纳分散质的物质。2.分散系的分
3、类(1)依据分散质和分散剂的状态分为9种分散系。(2)依据分散质粒子直径大小分为三类分散系。分散系1.现有如下各实验:将1 g KCl加入99 g水中将1 g可溶性淀粉加入100 g水中,搅拌均匀后煮沸将1 g CaCO3粉末加入100 g水中,充分振荡将0.1 g植物油加入10 g水中,充分振荡混匀将96 mL酒精与5 mL水充分混合。(注:淀粉分子的直径在1100 nm之间)其中所得到的分散系,属于溶液的有_(填序号,下同),属于胶体的有_,属于浊液的有_。答案解析分散质KCl溶于水后以离子形式存在,粒子直径小于1 nm,属于溶液;淀粉分子大,溶于水后,形成的是胶体;CaCO3不溶于水,振
4、荡后所形成的是不稳定的体系,放置即沉淀,所以属于悬浊液;油不溶于水,形成的是乳浊液;中分散质是水,二者以任意比混溶,是溶液。2.用特殊方法把固体物质加工成纳米级(1100 nm,1 nm109 m)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中的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二胶体的制备和性质1.Fe(OH)3胶体的制备在小烧杯中,加入25 mL蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中慢慢滴入56滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。即可得到Fe(OH)3胶体。化学方程式:FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl。
5、2.胶体的性质和应用(1)在盛有FeCl3溶液的烧杯中,加入氢氧化钠溶液反应后,得到的分散系类别是悬浊液,将其进行过滤时,可观察到的现象是滤纸上留有红褐色固体,液体由浑浊变澄清;将Fe(OH)3胶体进行过滤时,可观察到的现象是无明显现象。通过比较实验现象,可得出的结论是胶体可通过滤纸,悬浊液不能通过滤纸。(2)把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察。当光束通过CuSO4溶液时,无光路现象出现。当光束通过Fe(OH)3胶体时,可以看到形成一条光亮的通路,称为丁达尔效应。丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方
6、法。(3)把制得的Fe(OH)3胶体注入“U”形管中(U形管上方加少量导电液使电极与胶体分开),插入两个碳棒,接通直流电,一段时间后,发现与电源负极相连接的碳棒附近颜色变深,说明Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,这就是胶体的电泳现象。(4)把少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中逐滴滴入稀盐酸,观察到现象:先生成红褐色沉淀,后沉淀溶解,最终得到棕黄色溶液,其原因是_。答案Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,当加入稀HCl时,Cl中和正电荷,使Fe(OH)3胶体粒子聚集得到Fe(OH)3沉淀;当再滴入稀HCl时,发生Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O反应,得到FeCl3溶液归纳总结1.常见
7、胶体雾、云、烟、Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、鸡蛋清、牛奶、豆浆、果冻、墨水、肥皂水、血液、淀粉溶液、大多数天然宝石、有色玻璃、土壤等。2.分散质粒子的大小与分散系类别的关系分散系间的本质区别是分散质粒子的大小。区别溶液和胶体的简单方法是丁达尔效应。3.下列叙述正确的是()A.直径介于1100 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1100 nm之间的分散系,A错误;胶体和溶液都能通过滤纸,无法将二者分离,B错误;胶体区别于其他分散系的本质
8、特征是分散质粒子的大小,其直径在1100 nm之间,D错误;丁达尔效应是区别溶液与胶体的简单、便捷的方法。理解感悟胶体的概念是从分散质粒子的直径这一角度给出的,分散质粒子的直径介于1100 nm之间是胶体区别于其他分散系的本质特征,也是胶体具有丁达尔效应等特有性质的根本原因。丁达尔效应是区别溶液和胶体的最简便方法。4.下列事实与胶体性质无关的是()A.水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘,减少对空气的污染B.将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物C.一束平行光线射入氢氧化铁胶体里,从侧面可以看到一条光亮的通路D.氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸,先看到有红褐色沉淀生成而后溶解答案B解析A项是胶体的
9、电泳;C项是胶体的丁达尔效应;D项是胶体的聚沉。1.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D2.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.丁达尔效应答案B3.关于CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体描述正确的是()A.两者都能产生丁达尔效应B.两者都不能产生丁达尔效应C.CuSO4溶液能产生丁达尔效应,Fe(OH)3胶体不能产生丁达尔现象D.CuSO4溶液不能产生丁达尔效应,Fe(OH)3胶体能产生丁达尔现象答案D解析胶体能产生丁达尔效应,溶液不能产生丁达尔效应。4.纳米科技从
10、本世纪初开始成为产业,为世人所瞩目,这是因为纳米粒子的直径在1纳米到100纳米之间,由纳米材料作为分散质的分散系具有的性质是()A.能通过滤纸,属最稳定的分散系B.属介稳体系C.有丁达尔效应,没有布朗运动D.一定能发生电泳现象答案B解析该分散系为胶体,具有胶体的性质。5.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FeCl33H2OFe(OH)33HClB.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
11、净水目的答案D解析A项,制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl,A项不正确;B项,加热时间过长,Fe(OH)3胶体会发生聚沉,B项不正确;C项,前者没有丁达尔现象,后者产生丁达尔现象,C项不正确。6.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_。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:甲同学的操作是:取一小烧杯,加入25 mL蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入12 mL FeCl3饱和溶液,继续煮
12、沸至混合液呈红褐色,停止加热。请评价该操作是否正确_。乙直接加热饱和FeCl3溶液,请评价是否正确_。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_。(3)写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式:_。证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是_。利用的胶体性质是_。(4)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是_。A.胶粒直径小于1 nm B.胶粒带正电荷C.胶粒作布朗运动 D.胶粒能透过滤纸(5)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1100 nm之间B.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应C.Fe(OH)3胶
13、体是均一的分散系D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸(6)提纯所制Fe(OH)3胶体常用的方法是_,若向Fe(OH)3胶体中滴入硫酸直到过量,描述此过程的实验现象_。若取少量制得的胶体加入试管中,加入(NH4)2SO4溶液,现象是_,这种现象称为胶体的_。答案(1)B(2)正确不正确不正确(3)FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl让一束可见光通过制得的液体,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)B(5)A(6)渗析法硫酸少量时,有红褐色沉淀生成,硫酸过量时,沉淀溶解,溶液变成棕黄色产生红褐色沉淀聚沉解析(1)FeCl3在冷水中反应程度小,不能形成Fe(
14、OH)3胶体;FeCl3与NaOH浓溶液反应生成Fe(OH)3沉淀;Fe(OH)3胶体的胶粒带正电荷,遇NaCl溶液发生聚沉,生成Fe(OH)3沉淀,不会形成胶体。(2)甲同学操作正确。乙同学直接加热FeCl3饱和溶液,因FeCl3溶液浓度过大直接生成Fe(OH)3沉淀。丙同学长时间加热会导致Fe(OH)3胶体聚沉。(3)书写化学方程式时不能写成“Fe(OH)3”。丁达尔效应是区别胶体与溶液的最佳方法。(4)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。(5)胶体粒子的直径在1100 nm之间是胶体的本质特征,决定了胶体的性质。(6
15、)胶粒不能透过半透膜,而小分子、离子等可以透过半透膜,因此可用渗析法提纯胶体。当加入少量硫酸时,硫酸中和了Fe(OH)3胶粒所带电荷,胶体发生聚沉,看到有沉淀产生,当硫酸过量时,Fe(OH)3沉淀又溶解。当加入(NH4)2SO4溶液时Fe(OH)3胶粒所带正电荷被SO所带负电荷中和,发生聚沉,产生红褐色沉淀。40分钟课时作业 经典基础题题组一溶液、浊液、胶体的比较1.下列分散系最不稳定的是()A.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液得到的分散系B.向水中加入食盐得到的分散系C.向沸水中滴入FeCl3饱和溶液得到的红褐色液体D.向NaOH溶液中通入CO2得到的无色液体答案A解析三种分散系中,浊液最
16、不稳定,溶液最稳定,胶体具有介稳性。2.下列有关叙述正确的是()A.电泳现象可证明胶体带电荷B.直径在1100 nm之间的粒子称为胶体C.是否具有丁达尔效应是溶液和胶体的本质区别D.胶体粒子很小,可以透过滤纸答案D解析电泳现象证明胶体粒子带电荷,而胶体属于分散系,呈电中性,A错误;分散质粒子直径在1100 nm之间的分散系是胶体,B错误;胶体与溶液的本质区别在于分散质粒子直径的大小,利用是否具有丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种实验方法,C错误。3.FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体具有的共同性质是()A.都能透过滤纸B.都是呈红褐色的混合物C.分散质粒子具有相同的直径D.都具有丁达尔效应答案A
17、解析溶液和胶体中的分散质粒子都能透过滤纸;FeCl3溶液呈棕黄色,Fe(OH)3胶体呈红褐色;FeCl3溶液中,Fe3和Cl直径都小于1 nm,而Fe(OH)3胶粒是由许多粒子组成的,直径在1100 nm之间;溶液没有丁达尔效应。4.“纳米技术”广泛应用于催化及军事科学中,“纳米材料”是粒子直径为1100 nm(纳米)的材料,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,所形成的物质()是溶液是胶体是浊液不能透过滤纸能透过滤纸能产生丁达尔效应静置后,会析出黑色沉淀A. B. C. D.答案A解析纳米粒子的直径为1100 nm,分散在水中形成胶体,胶体不能透过半透膜、能通过滤纸,具有丁达
18、尔效应,具有介稳性,静置后,不会析出黑色沉淀。题组二胶体的判断及性质应用5.下列实验装置或操作与粒子直径的大小无直接关系的是()答案C解析胶体、溶液、浊液三种分散系的根本区别是分散质粒子直径的大小不同,胶体分散质粒子直径大于1 nm,小于100 nm,胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜;溶液中的粒子直径小于1 nm,其可透过半透膜和滤纸;而浊液的分散质粒子直径大于100 nm,其不能透过滤纸和半透膜。丁达尔效应是胶体粒子对光线的散射作用形成的,而溶液中的小分子或粒子对光线的散射作用非常微弱,故无此现象。萃取是利用了物质在不同溶剂中溶解度的不同,与分散质粒子直径大小无关。6.英国物理学家约翰丁
19、达尔首先发现了入射光透过胶体时,从侧面可以看到一条光亮的通路。下列液体中,不会出现丁达尔效应的分散系是()鸡蛋白溶液水淀粉溶液硫酸钠溶液沸水中滴入饱和FeCl3溶液肥皂水A. B. C. D.答案D解析是胶体,能够产生丁达尔效应,是溶液,不能产生丁达尔效应。是纯净物,不是分散系。7.下列关于胶体和溶液区别的叙述中正确的是()A.胶体带电荷,溶液不带电荷B.一束光线通过溶液时没有明显现象,而通过胶体时会出现光亮的通路C.溶液中分散质可通过滤纸,胶体中分散质不能通过滤纸D.溶液长时间静置易产生浑浊,胶体长时间静置不产生浑浊答案B解析胶体粒子可带电荷,但胶体、溶液整个分散系是呈电中性的,A错误;丁达
20、尔效应是区别溶液和胶体最常用的方法,B正确;溶液、胶体中的分散质均能通过滤纸,C错误;溶液很稳定,胶体也较稳定。8.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,在茂密的森林中, 常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱D.肾衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用血液透析进行治疗答案A解析制取氢氧化铁胶体的方法是在沸水中滴入饱和的氯化铁溶液,得到红褐色氢氧化铁胶体,在饱和氯化铁溶液中逐滴滴加NaOH溶液,产生的氢氧化铁微粒的聚集体已大于100 nm,形成的是悬浊液;血液是
21、胶体,通过微波手术刀可以使胶体凝聚;树林中的雾是气溶胶,也具有丁达尔效应;血液透析是利用渗析原理,让血液中的毒素通过半透膜而除去。9.下列能用有关胶体的观点解释的现象是()A.光线能透过CuSO4溶液B.酚酞加入NaOH溶液中显红色C.将一束强光通过蛋白质溶液,能产生丁达尔效应D.通过溶解、过滤,可以除去食盐中的少量泥沙答案C解析CuSO4溶液不属于胶体;蛋白质溶液为胶体,具有丁达尔效应;粗盐中的泥沙不能透过滤纸,可用过滤法将其除去,与胶体无关。10.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米(1微米106米)的可入肺的有害颗粒。下列有关说法中不正确的是()A.PM2.5在空气中形成了胶体B
22、.PM2.5表面积大,能吸附大量的有毒、有害物质C.研制开发燃料电池汽车,降低机动车尾气污染,某种程度可以减少PM2.5污染D.PM2.5主要来自工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质答案A能力提升题11.(1)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_;光束通过Fe(OH)3胶体,可看到光亮的通路,这种现象叫_;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_;鉴别Fe(OH
23、)3胶体和FeCl3溶液的方法是_。(2)Fe(OH)3胶体和Fe(OH)3沉淀两种分散系的本质区别是_,Fe(OH)3胶体转化为Fe(OH)3沉淀,属于_(填“物理”或“化学”)变化。答案(1)DEBE(2)分散质微粒直径的大小不同物理解析(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。光束通过胶体时,产生光亮的通路,称为丁达尔效应。加入与胶粒带相反电荷的胶体,胶体会发生聚沉。鉴别胶体和溶液利用丁达尔效应。(2)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。
24、12.回答下列问题:(1)“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿,其研究成果广泛应用于催化剂及军事科学中。所谓“纳米材料”是指研究、开发出的微粒直径从几纳米到几十纳米的材料,如将纳米材料分散到分散剂中,所得混合物可能具有的性质是_。A.能全部透过滤纸B.有丁达尔效应C.所得液体呈胶状D.所得物质一定是悬浊液(2)把淀粉溶液溶于沸水中,制成淀粉胶体,鉴别溶液和淀粉胶体可以利用的方法是_。(3)在淀粉胶体中加入氯化钠,并装入半透膜袋里,系紧袋口,并把它悬挂在盛有蒸馏水的烧杯里充分反应,一段时间后,取出半透膜袋,向烧杯的溶液中滴加硝酸银溶液,其现象为_。答案(1)AB(2)用一束可见光分别照射两种无色
25、液体,从侧面可以看到有一条光亮通路的为淀粉胶体(3)有白色沉淀解析(1)该混合物属于胶体。(2)丁达尔效应是胶体特有的性质。(3)Na和Cl可以透过半透膜,滴加AgNO3溶液会生成AgCl白色沉淀。13.取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,用此溶液进行以下实验:步骤:取少量溶液置于试管中,滴入NaOH溶液。步骤:在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴FeCl3溶液,继续煮沸,即可制得Fe(OH)3胶体。步骤:取另一小烧杯也加入20 mL蒸馏水,向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液,振荡均匀后,将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗
26、处,分别用激光笔照射烧杯中的液体。步骤:取乙烧杯中少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中逐滴滴加一定量稀盐酸,边滴边振荡。根据实验回答问题:(1)Fe2O3与盐酸反应方程式为_。(2)在步骤中能观察到怎样的实验现象?请写出发生反应的化学方程式。现象:_,化学方程式:_。(3)在步骤中继续煮沸到什么程度?能否一直加热?(4)在步骤中哪个烧杯产生丁达尔效应?据此现象可以区分哪两种分散系?(5)在步骤中会产生怎样的现象?为什么?写出反应的化学方程式。(6)已知Fe(OH)3胶粒带正电荷,Al(OH)3胶粒也带正电荷,而H2SiO3胶粒带负电荷,则下列实验的现象分别是Fe(OH)3胶粒和Al(OH
27、)3胶粒混合:_;Fe(OH)3胶粒和H2SiO3胶粒混合:_。已知Al(OH)3胶粒能够净水,则Fe(OH)3胶粒_(填“能”或“不能”)净水。答案(1)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O(2)溶液中产生红褐色沉淀FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl(3)继续煮沸到溶液呈红褐色停止加热,不能一直加热,否则会得到氢氧化铁沉淀。(4)乙烧杯中产生丁达尔效应;据丁达尔效应可以区分胶体和溶液。(5)开始产生沉淀,后来沉淀溶解消失。原因是开始胶体发生聚沉,后来盐酸过量,发生中和反应使沉淀溶解。Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O(6)无明显现象液体变浑浊形成红褐色沉淀能解析Fe2
28、O3是碱性氧化物,能与盐酸反应。铁盐能与碱反应生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3胶体中的胶体粒子是由许多Fe(OH)3微粒聚集形成的,当滴加稀酸时,先聚沉,后发生反应生成铁盐,胶体因此被破坏。Fe(OH)3与Al(OH)3两种胶粒所带电荷的电性相同,故不聚成沉淀,也无颜色改变。Al(OH)3胶粒能净水主要因为其带正电荷,而与水体中带负电荷的微粒或杂质共同凝聚生成沉淀。故Fe(OH)3胶体也可净水。14.丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。(1)如图是在实验室中进行氢氧化铁胶体丁达尔效应实验的示意图,该图中的一处明显错误是_,原因是_。(试从分散系的分类进行讨论说明)(2)欲在树林
29、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,其中最简单、最环保的方法是_。答案(1)空气中也出现了光柱进入烧杯前,光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,阳光透过树叶间隙形成光束,光束穿过这些水雾会产生丁达尔效应(3)打开暖瓶(内装有热水)让水汽升腾起来,用一束光照射即可(答案合理即可)解析(1)光束进入烧杯前穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应,所以该图中的明显错误是空气中也出现了光柱。(2)清晨,树林中存在水雾,阳光透过树叶间隙形成光束,光束穿过这些水雾会产生丁达尔效应,所以一天中最有可能观察到该现象的时间是清晨。(3)打开暖瓶(加热水)让水汽升腾起来,用一束光照射即可。