一種重要的混合物——膠體學(xué) 習(xí) 任 務(wù)1．知道膠體是一種分散系，由于分散質(zhì)顆粒大小與溶液、濁液不同，可以通過(guò)滲析法分離溶液和膠體；知道膠體可以產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象，形成宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．通過(guò)對(duì)膠體制備與性質(zhì)的學(xué)習(xí)體會(huì)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)。一、分散系　朱自清在《荷塘月色》中寫(xiě)道：“薄薄的青霧浮起在荷塘里……月光是隔了樹(shù)照過(guò)來(lái)的，高處叢生的灌木，落下參差的斑駁的黑影……”月光穿過(guò)薄霧形成的種種美景的本質(zhì)原因是什么？[提示]　霧是一種膠體，是空氣中的小液滴分散在空氣中形成的一種分散系，本質(zhì)原因是空氣中的小液滴顆粒直徑大小為1～100 nm。二、膠體的性質(zhì)和應(yīng)用1．2．電泳3．聚沉　判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)根據(jù)能否發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象將分散系分為濁液、溶液和膠體 (　　)(2)可利用丁達(dá)爾現(xiàn)象區(qū)分溶液和膠體 (　　)(3)膠體帶電荷，在通電時(shí)會(huì)發(fā)生電泳現(xiàn)象 (　　)(4)膠體在一定條件下發(fā)生聚沉，屬于化學(xué)變化 (　　)(5)水泥廠、冶金廠常用高壓電除去煙塵，是因?yàn)闊焿m微粒帶電荷 (　　)[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√膠體的性質(zhì)清晨，當(dāng)太陽(yáng)照射時(shí)，在茂密的樹(shù)林中，常?？梢钥吹綇闹θ~間透過(guò)的一道道光柱，這就是丁達(dá)爾現(xiàn)象。這是因?yàn)樵啤㈧F、煙塵也是膠體，只是這些膠體的分散劑是空氣，分散質(zhì)是微小的塵?；蛐∫旱?。[問(wèn)題1]　膠體為什么比較穩(wěn)定？[提示]　主要原因是同種膠體的分散質(zhì)微粒帶同種電荷，相互排斥，無(wú)法聚集成大顆粒沉淀從分散劑中析出。次要原因是膠體中的分散質(zhì)微粒小，質(zhì)量輕，其運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻在發(fā)生變化，不易發(fā)生聚集而沉降。[問(wèn)題2]　已知雞蛋清溶液是一種膠體，現(xiàn)有三瓶無(wú)色液體：NaCl溶液、Na2SO4溶液、雞蛋清溶液，根據(jù)已學(xué)過(guò)的知識(shí)鑒別它們。[提示]　用激光筆照射這三瓶無(wú)色液體，在入射光側(cè)面進(jìn)行觀察，產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象的是雞蛋清溶液；用小試管分別取2 mL另外兩種液體，分別向里面滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是Na2SO4溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象的是NaCl溶液。[問(wèn)題3]　除去NaCl溶液或Fe(OH)3膠體中的泥沙采用什么方法？[提示]　溶液、膠體中的分散質(zhì)微粒均能透過(guò)濾紙，濁液中的分散質(zhì)微粒不能透過(guò)，因此除去NaCl溶液或Fe(OH)3膠體中的泥沙可用過(guò)濾的方法。[問(wèn)題4]　氫氧化鐵膠體通電后與電源負(fù)極相連的區(qū)域顏色加深說(shuō)明了什么？[提示]　氫氧化鐵膠體的分散質(zhì)微粒帶正電荷，通電后向電源負(fù)極附近移動(dòng)。三種分散系的比較分散系溶液膠體濁液分散質(zhì)微粒直徑＜1 nm1～100 nm＞100 nm外觀均一、透明較均一不均一、不透明分散質(zhì)微粒分子、離子分子集合體或高分子大量分子或離子的集合體，呈固態(tài)或液態(tài)能否透過(guò)濾紙能能不能能否透過(guò)半透膜能不能不能穩(wěn)定性穩(wěn)定較穩(wěn)定不穩(wěn)定實(shí)例食鹽水、碘酒氫氧化鐵膠體、淀粉溶液泥水1．不是Fe(OH)3膠體和FeCl3溶液共同具備的性質(zhì)是(　　)A．都比較穩(wěn)定，密封放置不產(chǎn)生沉淀B．都有丁達(dá)爾現(xiàn)象C．加入少量NaOH溶液都可產(chǎn)生沉淀D．分散質(zhì)微粒均可透過(guò)濾紙B　[溶液和膠體外觀基本一致，一般均一、透明、穩(wěn)定，A不符合題意；膠體具有丁達(dá)爾現(xiàn)象，溶液不具有丁達(dá)爾現(xiàn)象，B符合題意；向Fe(OH)3膠體中加入NaOH溶液，會(huì)使膠體發(fā)生聚沉，產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，而FeCl3與NaOH反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，C不符合題意；溶液和膠體都能透過(guò)濾紙，D不符合題意。]2．下列說(shuō)法正確的是(　　)A．溶液與膠體的本質(zhì)區(qū)別是丁達(dá)爾現(xiàn)象B．鑒別膠體和溶液可以采用的最好方法是滲析C．氫氧化鐵膠體穩(wěn)定存在的主要原因是其膠粒帶有正電荷D．FeCl3溶液可用于應(yīng)急止血，其主要原因是FeCl3溶液具有殺菌消毒的作用C　[溶液和膠體的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)微粒直徑不同。鑒別溶液和膠體的最好方法是采用丁達(dá)爾現(xiàn)象，分離二者的方法是滲析。FeCl3溶液止血的原因是使血液膠體聚沉。]3．關(guān)于膠體和溶液的區(qū)別，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A．FeCl3溶液與Fe(OH)3膠體的外觀都是澄清、透明、均勻的B．溶液中分散質(zhì)微粒能通過(guò)半透膜，膠體中分散質(zhì)微粒不能通過(guò)半透膜C．光束通過(guò)淀粉溶液，可以看到一條光亮的“通路”，光束通過(guò)蔗糖溶液時(shí)，則無(wú)此現(xiàn)象D．溶液最穩(wěn)定，放置后不會(huì)生成沉淀；膠體很不穩(wěn)定，放置后很快會(huì)生成沉淀D　[FeCl3溶液是澄清、透明的穩(wěn)定分散系，F(xiàn)e(OH)3膠體也是澄清、透明的穩(wěn)定分散系，故A正確；溶液中分散質(zhì)微粒能通過(guò)半透膜，但膠體中分散質(zhì)微粒不能通過(guò)半透膜，故B正確；當(dāng)光束通過(guò)淀粉溶液時(shí)，出現(xiàn)一條光亮的“通路”，該現(xiàn)象為丁達(dá)爾現(xiàn)象，說(shuō)明該分散系為膠體，而通過(guò)蔗糖溶液時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，丁達(dá)爾現(xiàn)象是鑒別溶液和膠體的常用方法，故C正確；膠體較穩(wěn)定，放置后不會(huì)很快會(huì)生成沉淀，溶液是一種非常穩(wěn)定的分散系，故D錯(cuò)誤。]膠體的制備、分離提純及應(yīng)用通過(guò)下圖裝置可制備Fe(OH)3膠體。[問(wèn)題1]　一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊滴加FeCl3溶液邊用玻璃棒攪拌，沒(méi)有制得膠體，反而出現(xiàn)了渾濁；另一位同學(xué)向燒杯中一次加入大量FeCl3溶液，也沒(méi)有制得膠體。請(qǐng)你幫他們分析原因？[提示]　玻璃棒攪拌和過(guò)量電解質(zhì)都會(huì)使氫氧化鐵膠體聚沉。[問(wèn)題2]　Fe(OH)3膠體中混有FeCl3溶液，如何分離凈化得到較為純凈的Fe(OH)3膠體？[提示]　如圖，將所得混有FeCl3溶液的Fe(OH)3膠體盛于半透膜制作的滲析袋中，置于流動(dòng)(或頻繁更換)的蒸餾水里一段時(shí)間即可。[問(wèn)題3]　向Fe(OH)3膠體中加入稀鹽酸，先產(chǎn)生紅褐色沉淀，繼續(xù)滴加稀鹽酸，紅褐色沉淀又溶解，為什么？[提示]　向Fe(OH)3膠體中加入稀鹽酸，膠體先發(fā)生聚沉形成Fe(OH)3沉淀，繼續(xù)滴加稀鹽酸，酸堿發(fā)生中和反應(yīng)，F(xiàn)e(OH)3沉淀又溶解。[問(wèn)題4]　制備Fe(OH)3膠體時(shí)，為什么不用NaOH與FeCl3反應(yīng)？[提示]　FeCl3與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀。1．Fe(OH)3膠體的制備向20 mL煮沸的蒸餾水中滴加1～2 mL FeCl3飽和溶液，繼續(xù)煮沸，得紅褐色的Fe(OH)3膠體后立即停止加熱。FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl注意：該化學(xué)方程式不用“”和“↓”等符號(hào)，不能過(guò)度加熱，以免Fe(OH)3膠體發(fā)生聚沉。2．膠體的分離和提純(1)膠體與懸濁液的分離膠體微粒可以透過(guò)濾紙而懸濁液中的分散質(zhì)微粒不能透過(guò)濾紙，因此可用過(guò)濾的方法分離。(2)膠體的凈化膠體微粒不能透過(guò)半透膜而小分子、離子能夠透過(guò)半透膜，因此可用滲析的方法凈化膠體。如除去Fe(OH)3膠體中的FeCl3：將混合物盛于半透膜制作的滲析袋中，置于流動(dòng)(或頻繁更換)的蒸餾水里一段時(shí)間即可。3．膠體的應(yīng)用(1)將鹽鹵或石膏加入豆?jié){，制成豆腐。(2)一支鋼筆使用兩種不同型號(hào)的藍(lán)黑墨水，易出現(xiàn)堵塞。    (3)工廠常利用高壓靜電除大量煙塵。(4)手被割破時(shí)，可用FeCl3溶液應(yīng)急止血。(5)海河交界處易形成三角洲。(6)醫(yī)療上的血液透析。(7)明礬常用作凈水劑。【例題】　某小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)課上制備Fe(OH)3膠體，并探究該膠體的性質(zhì)。(1)該小組同學(xué)采用了以下操作制備膠體，請(qǐng)將空白處填寫(xiě)完整。取一個(gè)燒杯，加入20 mL蒸餾水，加熱至沸騰，然后向燒杯中滴加1～2 mL飽和________溶液，繼續(xù)煮沸，待________時(shí)，停止加熱；反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________。(2)將制得的膠體放入半透膜制成的袋內(nèi)，如圖所示，放置2 min后，取少量半透膜外的液體置于試管中，置于暗處，用一束強(qiáng)光從側(cè)面照射，觀察________(填“有”或“無(wú)”)丁達(dá)爾現(xiàn)象；再向試管中加入用稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，可觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)_____________________________________。(3)將半透膜內(nèi)的液體倒入U(xiǎn)形管中，如圖所示，在液體上方加入少量電解質(zhì)溶液以保護(hù)膠體，接通直流電后，觀察到的現(xiàn)象是________(填“陰”或“陽(yáng)”)極附近顏色逐漸變深，其原因是_____________________________。[解析]　(1)實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)3膠體的操作要點(diǎn)：將蒸餾水先煮沸，然后加入飽和的FeCl3溶液，再繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，停止加熱。(2)膠體的分散質(zhì)微粒不能透過(guò)半透膜，因此半透膜外的液體為溶液，所以無(wú)丁達(dá)爾現(xiàn)象；因溶液中含有Cl－，所以加入用稀硝酸酸化的硝酸銀溶液會(huì)出現(xiàn)白色沉淀。(3)Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)微粒帶正電荷，在電場(chǎng)作用下發(fā)生電泳現(xiàn)象。帶正電荷的膠體分散質(zhì)微粒向陰極移動(dòng)，故陰極附近顏色逐漸加深。[答案]　(1)氯化鐵(或FeCl3)　液體呈紅褐色　FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl　(2)無(wú)　有白色沉淀生成　(3)陰　Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)微粒帶正電荷，在電場(chǎng)作用下向陰極移動(dòng)【變式旁通】　氫氧化鐵膠體區(qū)別于FeCl3溶液最本質(zhì)的特征是什么？[提示]　Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)微粒的直徑介于1～100 nm是膠體的本質(zhì)特征，決定了膠體的性質(zhì)。1．下列說(shuō)法正確的是(　　)A．不能發(fā)生丁達(dá)爾現(xiàn)象的分散系有氯化鈉溶液、蒸餾水等B．將1 L 2 mol·L－1的FeCl3溶液制成膠體后，其中含有氫氧化鐵膠體的分散質(zhì)微粒數(shù)目為2NAC．黃河入?？谔幦侵薜男纬膳c膠體性質(zhì)有關(guān)D．將飽和FeCl3溶液加熱至沸騰，制得Fe(OH)3膠體C　[蒸餾水是純凈物不是分散系，A錯(cuò)；膠體的分散質(zhì)微粒是大量分子或離子的集合體，故Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)微粒數(shù)目少于2NA，B錯(cuò)；制取Fe(OH)3膠體的方法是將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，D錯(cuò)。]2．下列現(xiàn)象或新技術(shù)應(yīng)用中，不涉及膠體性質(zhì)的是(　　)A．向飽和氯化鐵溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀B．使用微波手術(shù)刀進(jìn)行外科手術(shù)，可使開(kāi)刀處的血液迅速凝固而減少失血C．清晨，茂密的樹(shù)林中，常常可以看到從枝葉間透過(guò)一道道光柱D．腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析進(jìn)行治療A　[A選項(xiàng)，氯化鐵溶液與NaOH溶液反應(yīng)，屬于復(fù)分解反應(yīng)，與膠體的性質(zhì)無(wú)關(guān)；B選項(xiàng)，血液是膠體，用微波手術(shù)刀進(jìn)行外科手術(shù)，可使開(kāi)刀處的血液迅速凝固，屬于膠體的聚沉；C選項(xiàng)，“枝葉間透過(guò)一道道光柱”屬于丁達(dá)爾現(xiàn)象；D選項(xiàng)，“血液透析”利用的是膠體的滲析。]1．下列有關(guān)分散系的說(shuō)法中正確的是(　　)A．分散系一定是混合物，分散質(zhì)一定是純凈物B．凡是均勻、穩(wěn)定的液體，就是溶液C．溶液的分散質(zhì)一定是液體D．過(guò)濾可以分離濁液和膠體的混合物D　[分散質(zhì)不全為純凈物，A錯(cuò)；膠體也具有均一、穩(wěn)定的性質(zhì)，B錯(cuò)；溶質(zhì)可以是氣體、液體、固體，C錯(cuò)。]2．當(dāng)光束通過(guò)下列物質(zhì)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)丁達(dá)爾效應(yīng)的是(　　)①Fe(OH)3膠體?、谒、壅崽侨芤骸、蹻eCl3溶液?、菰?、霧A．②④⑤  B．③④⑤  C．②③④  D．①③④C　[①⑤是膠體，③④為溶液，②為純凈物。]3．下列關(guān)于膠體的敘述正確的是(　　)A．膠體和溶液的本質(zhì)區(qū)別是膠體可以產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象B．0.1 mol FeCl3溶于水中形成膠體后含有的分散質(zhì)微粒的數(shù)目為0.1NAC．明礬凈水與膠體的性質(zhì)有關(guān)D．可以用濾紙分離提純膠體和溶液C　[膠體和溶液的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)微粒直徑的大小不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)微粒是由很多Fe(OH)3聚集在一起形成的，故0.1 mol FeCl3溶于水中形成膠體后含有的分散質(zhì)微粒的數(shù)目遠(yuǎn)少于0.1NA，B項(xiàng)錯(cuò)誤；明礬凈水利用的是Al(OH)3膠體的吸附作用，C項(xiàng)正確；溶液和膠體微粒均可以透過(guò)濾紙，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．下列事實(shí)與膠體性質(zhì)無(wú)關(guān)的是(　　)A．在豆?jié){里加入鹽鹵做豆腐B．鹽堿地里土壤保肥能力差C．一束平行光線照射蛋白質(zhì)溶液時(shí)，從側(cè)面可以看到一束光亮的通路D．氯化鐵溶液中滴入氫氧化鈉溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀D　[A項(xiàng)屬于膠體的聚沉；B項(xiàng)土壤膠體的分散質(zhì)微粒帶電，鹽堿地中的電解質(zhì)易使膠體聚沉；C項(xiàng)屬于丁達(dá)爾效應(yīng)；D項(xiàng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。]5．有甲、乙、丙三種液體，它們分別為Fe(OH)3膠體、硅酸膠體、NaOH溶液。現(xiàn)將有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：①將一束光通過(guò)乙液體，無(wú)丁達(dá)爾現(xiàn)象；②將乙慢慢加入丙中，先出現(xiàn)渾濁，后液體變清。(1)則甲為_(kāi)_______，乙為_(kāi)_______，丙為_(kāi)_______。(2)若要由Fe(OH)3膠體得到Fe(OH)3沉淀，可行的操作是________________________________________________________。[解析]　(1)三種液體中只有NaOH溶液不是膠體，無(wú)丁達(dá)爾現(xiàn)象，故乙為NaOH溶液。硅酸膠體遇NaOH溶液發(fā)生凝聚，且硅酸屬于酸，又能溶于過(guò)量的堿，由此確定丙為硅酸膠體。故甲為Fe(OH)3膠體。[答案]　(1)Fe(OH)3膠體　NaOH溶液　硅酸膠體(2)將NaOH溶液或硅酸膠體加入Fe(OH)3膠體中或直接加熱Fe(OH)3膠體  

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第2節(jié) 研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序

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