2.1 第2课时 一种重要的混合物——胶体 学案 （含答案）2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册

2.1 第2课时　一种重要的混合物——胶体
【学习目标】
1.知道分散系的概念,能说出分散系的分类。
2.认识胶体是一种常见的分散系。
3.能举例说明胶体的典型特征。
4.能根据胶体的性质解释生活中与之有关的现象。
【自主预习】
一、分散系及其分类
1.分散系的概念与组成
2.分散系的分类
(1)按照分散质粒子的直径大小分类
(2)按照分散质和分散剂的状态分类
二、胶体的分类和性质
1.胶体的分类
按照分
散剂的
不同
2.胶体的性质
(1)介稳性
(2)丁达尔
效应
(3)电泳
(4)聚沉
【参考答案】一、分散质　分散剂
二、2.(1)溶液　浊液　介稳
(2)光亮的“通路”　散射　溶液　胶体
(3)定向移动　比表面积大　带电离子
(4)沉淀　酸、碱、盐
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)胶体、浊液与溶液的本质区别在于分散系是否有丁达尔现象。 (　　)
(2)NaCl溶液、水、泥浆、淀粉溶液都属于胶体。 (　　)
(3)直径介于1~100 nm的微粒称为胶体。 (　　)
(4)胶体的分散质微粒直径很小,可以透过半透膜。(　　)
(5)加热或搅拌可能使胶体发生聚沉。 (　　)
(6)溶液、胶体和浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小。 (　　)
(7)云、雾的分散质是小液滴,故它们都是液溶胶。 (　　)
(8)放映室射到银幕上形成光柱属于丁达尔效应。 (　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
(7)×　(8)√
2.胶体一定是液体状态吗 胶体一定是无色的吗
【答案】都不一定。胶体除了液溶胶还有气溶胶和固溶胶;胶体不一定无色,如氢氧化铁胶体是红褐色的。
3.明矾或白矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O]在洪水、地震等自然灾害发生时常用于净水,即利用其形成的“溶液”产生的Al(OH)3胶体的吸附作用,除去水中的悬浮物。如何鉴别该液体是AlCl3溶液还是Al(OH)3胶体
【答案】用光束照射该液体,若能产生丁达尔效应,则是Al(OH)3胶体;若不能,则是AlCl3溶液。
4.教材P50第7题涉及氢氧化铁胶体的制备,取少量制得的胶体加入试管中,加入(NH4)2SO4溶液,可以看到什么现象
【答案】Fe(OH)3胶体粒子所带正电荷被S所带负电荷中和,发生聚沉,产生Fe(OH)3红褐色沉淀。
【合作探究】
任务1：溶液、胶体和浊液三类分散系的比较
情境导入　清晨,当你漫步在美丽的校园,走进广场的小树林,你会看到缕缕阳光穿过林木的枝叶铺洒在地面上。
问题生成
1.上述光柱产生的现象是什么 产生该现象的根本原因是什么
【答案】丁达尔效应。丁达尔效应就是光的散射现象。空气属于胶体,胶体粒子直径大小在1~100 nm,小于可见光波长(400~700 nm),因此,当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。
2.食盐水和空气都属于分散系吗 什么是分散系
【答案】食盐水和空气在组成上都属于分散系。分散系是由一种分散质分散在另一种分散剂中形成的混合物。
3.如果我们用一束可见光照射食盐水溶液,能否产生丁达尔效应呢
【答案】不能产生,因为食盐水属于溶液,不属于胶体。
4.可以用过滤的方法除去胶体中的泥沙吗
【答案】可以,胶体中的分散质能透过滤纸的孔隙,而泥沙不能透过。
【核心归纳】
三种分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
悬浊液 乳浊液
分散质粒子直 径大小 <1 nm 1~100 nm >100 nm >100 nm
分散质粒子结构 分子、离子 少量分子的集合体或大分子 大量分子聚集成的固体小颗粒 大量分子聚集成的液体小液滴
特点 均一、透明 多数均一、透明,较稳定 不均一、不透明,久置沉淀 不均一、不透明,久置分层
稳定性 稳定 介稳性 不稳定 不稳定
能否透过滤纸 能 能 不能 不能
能否透过半透膜 能 不能 不能 不能
实例 食盐水、蔗糖溶液 Fe(OH)3胶体、淀粉溶液 泥水、石灰乳 油水混合物
【典型例题】
【例1】中国科学技术大学的教授以CCl4和金属钠为原料,在特定条件下制造出纳米级金刚石粉末。该纳米级金刚石粉末是粒子直径为 1~100 nm的材料。 若将纳米级金刚石粉末均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质(　　)。
①是溶液　②是胶体　③是浊液　④不能透过滤纸　⑤能透过滤纸　⑥能产生丁达尔效应　⑦静置后,会析出黑色沉淀
A.②⑤⑥　　　　　　　　B.②⑥⑦
C.①⑤ D.③④⑦
【答案】A
【解析】纳米级金刚石粉末粒子直径为1~100 nm,将其均匀地分散到蒸馏水中形成的分散系是胶体,具有丁达尔效应,能透过滤纸,具有介稳性,不生成沉淀,故②⑤⑥正确。
【例2】FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系,下列叙述中错误的是(　　)。
A.Fe(OH)3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
B.分别用一束光照射三种分散系,Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.三种分散系的颜色都相同,且均能与盐酸反应,具有吸附性
D.三种分散系均属于混合物
【答案】C
【解析】A项,胶体区别于溶液或浊液的本质特征是胶体粒子的直径在10-9~10-7 m,正确;B项,胶体能产生丁达尔效应,正确;C项,胶体粒子具有吸附性,FeCl3溶液为棕黄色,而Fe(OH)3胶体和Fe(OH)3浊液都为红褐色,错误;D项,溶液、胶体、浊液均属于混合物,正确。
任务2：胶体的制备与性质检验
情境导入　
甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作步骤及现象如下:
①将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾;
②向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色;
③继续加热,出现红褐色沉淀。
问题生成
1.一位同学在实验过程中边滴加FeCl3溶液边用玻璃棒搅拌,没有制得胶体,反而出现了浑浊;另一位同学向烧杯中一次加入大量FeCl3溶液,也没有制得胶体。请你帮他们分析原因。
【答案】玻璃棒搅拌和过量FeCl3都会使氢氧化铁胶体聚沉。
2. Fe(OH)3胶体中混有FeCl3溶液,如何分离净化得到较为纯净的Fe(OH)3胶体
【答案】将所得液体盛于半透膜制作的渗析袋中,置于流动(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可。
3.氢氧化铁胶体通电后,与电源负极相连的区域颜色加深说明了什么
【答案】氢氧化铁胶粒带正电荷,通电后向与直流电源负极相连的一极附近移动。
【核心归纳】
胶体的电泳、聚沉和渗析(拓展知识)
1.电泳:某些胶体粒子带有电荷,在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂中做定向移动。如氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场的作用下向阴极移动,阴极附近的颜色加深。
2.聚沉:胶体聚沉的原理即中和胶体粒子的电荷或加快胶粒的热运动以增加胶粒的碰撞概率。常用方法如下:
(1)加入可溶性盐溶液,产生的阳离子或阴离子所带的电荷与胶体粒子所带的电荷中和,从而使胶体粒子聚集成较大的粒子在重力作用下形成沉淀析出。现象解释或应用:
①河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触,溶有大量杂质而形成胶体,入海时与海水接触,海水中的带电粒子中和胶粒所带电荷使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口形成三角洲。
②土壤胶体中的胶体粒子带有负电荷,可以吸附施肥后的铵根离子,减少未被作物吸收的铵态氮肥随雨水的流失,这就是土壤胶体的保肥作用。
③氯化钠溶液可以止血,是因为其可使血液胶体聚沉。
④用盐卤做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4,豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,很快就聚集而形成胶冻状的豆腐(被称为凝胶)。
(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。例如,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。
3.渗析
(1)概念:离子和分子很小,可以透过半透膜,而胶体粒子不能透过,这种使杂质离子或分子从胶体里分离出来的操作叫渗析,又叫透析。渗析实验能够证明胶体粒子的直径比溶液中溶质粒子大。
(2)应用:①血液透析;②提纯淀粉胶体。
【典型例题】
【例3】下列关于氢氧化铁胶体制备的说法正确的是(　　)。
A.将氯化铁稀溶液慢慢滴入沸腾的自来水中,继续加热煮沸
B.将氯化铁饱和溶液慢慢滴入沸腾的蒸馏水中,并用玻璃棒搅拌
C.将氢氧化钠溶液慢慢滴入饱和的氯化铁溶液中
D.在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色
【答案】D
【解析】制备氢氧化铁胶体时,若选用自来水、氢氧化钠溶液,或用玻璃棒搅拌、长时间加热等,都会产生氢氧化铁沉淀,而不能得到氢氧化铁胶体。
【例4】下列事实与胶体性质有关的是(　　)。
①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
②将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
③一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”
④向氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸,先看到红褐色沉淀生成而后沉淀溶解
⑤医院里用血液透析的方法治疗肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒
⑥FeCl3溶液和烧碱溶液混合会产生红褐色沉淀
A.①②④ B.②④⑥
C.②⑥ D.①③④⑤
【答案】D
【解析】 ①烟尘属于胶体,直流电除尘利用的是胶体的电泳性质;②植物油倒入水中形成浊液,不是胶体;③蛋白质溶液属于胶体,能产生丁达尔效应;④向氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸,发生胶体的聚沉;⑤血液属于胶体,透析是利用胶体的渗析原理;⑥氯化铁和烧碱反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,与胶体无关。
易错提示：明确关于胶体的“四”注意
(1)区分胶体和溶液的方法是丁达尔效应,而提纯、净化胶体的方法是渗析。
(2)丁达尔效应是物理变化而不是化学变化。
(3)胶体不带电,胶体中的胶粒能够吸附体系中的带电粒子而使胶粒带电荷,但整个分散系仍呈电中性。
(4)Fe(OH)3胶体粒子是Fe(OH)3分子的集合体。
【随堂检测】
1.胶体区别于其他分散系的本质特征是(　　)。
A.胶体是稳定的分散系
B.胶体是纯净物,其他分散系是混合物
C.产生丁达尔现象
D.分散质粒子直径在10-9~10-7m之间
【答案】D
【解析】胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子直径在1~100 nm(10-9~10-7m)之间,溶液的分散质粒子直径小于1 nm,浊液的分散质粒子直径大于100 nm。
2.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”出自李清照的《渔家傲》。以下说法正确的是(　　)。
A.“晓雾”属于胶体,分散质是空气
B.“晓雾”在阳光下能观察到丁达尔效应,胶体和溶液的本质区别是丁达尔效应
C.“云涛”的分散质粒子直径和“晓雾”的分散质粒子直径范围相同
D.氯化铁饱和溶液与“晓雾”属于同一类别的分散系
【答案】C
【解析】雾的分散剂是空气,分散质是水,故A项错误;分散系根据分散质粒子直径大小分为溶液、胶体和浊液,故胶体与溶液的本质区别是分散质粒子的直径大小,故B项错误; “云涛”即铺在天空中的云朵,属于胶体,雾属于胶体,胶体是指分散质粒子直径在1~100 nm的分散系,“云涛”和“晓雾”的分散质粒子直径范围相同,故C项正确;氯化铁饱和溶液属于溶液,雾属于胶体,氯化铁饱和溶液与“晓雾”属于不同的分散系,故D项错误。
3.古诗词是我国优秀的传统文化瑰宝,在古诗词中蕴藏着丰富的化学知识。“烟笼寒水月笼沙,夜泊秦淮近酒家”所描绘的景色,其形成的本质原因是(　　)。
A.水边夜色本身就很美
B.颗粒直径为1~100 nm的小水滴分散在空气中
C.光线是一种胶体
D.烟雾是一种胶体,能产生丁达尔效应
【答案】B
【解析】“烟笼寒水月笼沙”所描绘的景色是浩渺寒江之上弥漫着迷蒙的烟雾,皓月的清辉洒在白色沙渚之上,而雾是胶体,胶体的本质特征是分散质粒子的直径为1~100 nm。
4.某小组同学实验课上制备Fe(OH)3胶体,并探究该胶体的性质。
(1)该小组同学采用了以下操作制备胶体,请将空白处填写完整。取一个烧杯,加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾,然后向烧杯中滴加5~6滴饱和　　　溶液,继续煮沸,待　　　　　　　　　时,停止加热;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2 min后,取少量半透膜外的液体置于试管中,放于暗处,用一束强光从侧面照射,观察　　　　　　(填“有”或“无”)丁达尔现象;再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,可观察到的现象为　　　　　。
(3)将半透膜内的液体倒入U形管中,如图所示,在液体上方加入少量电解质溶液以保护胶体,接通直流电后,观察到的现象是　　　　　　(填“阴”或“阳”)极附近液体的颜色逐渐变深,其原因是　 　。
【答案】(1)氯化铁(或FeCl3)　液体呈红褐色　FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl　(2)无　有白色沉淀生成
(3)阴　Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场作用下向阴极移动
【解析】(2)胶体粒子不能透过半透膜,因此半透膜外的液体为溶液,所以无丁达尔现象;因膜外液体中含有Cl-,所以加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液会出现白色沉淀。
(3)Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场作用下发生电泳现象。带正电荷的胶粒向阴极移动,故阴极附近液体的颜色逐渐加深。
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