第2章元素与物质世界第1节元素与物质分类第2课时导学案上学期高一化学

第2课时一种重要的混合物——胶体【学习目标】1.能够根据分散质微粒的大小对分散系分类，知道胶体是一种常见的分散系。2.知道胶体的丁达尔现象、聚沉等性质，了解胶体性质在生活中的简单应用。3.学会胶体的制备、分离和提纯。一分散系及其分类美酒、牛奶、奶昔都是美味饮料，但是它们的存在状态有所不同，它们本质上是否有所不同？请完成下列知识点：1．概念分散系：把一种(或几种)物质(分散质)分散在另一种物质(分散剂)中所得到的体系。由分散质和分散剂构成。例：溶液分散系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(溶质↔分散质,溶剂↔分散剂))分散系分散质分散剂烟固体小颗粒空气雾小液滴空气碘酒碘酒精食盐水NaCl水2．分类(1)按照分散质或分散剂的状态共分为九种分散系：（2）按照分散质粒子直径大小分类：溶液（分散质微粒直径<1nm）——表现出均一、稳定浊液（分散质微粒直径>100nm）——表现出浑浊、不稳定胶体（分散质微粒直径1－100nm之间）——表现出介稳性常见的浊液eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(悬浊液,乳浊液))胶体、浊液、溶液三种分散系的本质区别是三种分散系中分散质微粒直径的大小不同。3.溶液、胶体和浊液三类分散系的比较【情景】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。清晨缕缕阳光穿过林木的枝叶铺洒在地面上的原因？中午为什么就没此种现象了？提示清晨，树林的空气中水汽重，形成了气溶胶，而中午空气干燥，就难有丁达尔效应现象了。分散系溶液胶体浊液悬浊液乳浊液分散质粒子直径大小<1nm1～100nm>100nm>100nm分散质粒子单个小分子或离子较多分子的集合体或大分子大量分子或离子聚集成的固体颗粒大量分子聚集成的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能否透过半透膜绝大部分能（蔗糖溶液不能）不能不能实例食盐水、蔗糖溶液Fe(OH)3胶体、淀粉胶体泥水、石灰乳油水混合物鉴别方法胶体和浊液通过静置鉴别；胶体和溶液可通过丁达尔效应鉴别二胶体的性质

胶体的分类（1）根据分散剂气溶胶：烟、云、雾、混浊的空气等的状态分类液溶胶：Fe(OH)3胶体、AgI胶体、淀粉胶体、豆浆、血液、蛋白质溶液、墨水等固溶胶：有色玻璃、烟水晶、玛瑙等（2）根据分散质粒子胶体：氢氧化铁胶体、碘化银胶体微粒的组成分类分子胶体：淀粉胶体、蛋白质胶体【深化理解】（1）氢氧化铁胶体粒子是由许多Fe(OH)3小分子聚集在一起形成的微粒，其直径为1100纳米，故称为粒子胶体。（2）淀粉属于高分子化合物，其单个分子的直径为1100纳米，故称为分子胶体。胶体的性质（1）丁达尔现象当可见光通过胶体时，在入射光侧面可观察到光亮的通路，这种现象称为丁达尔效应。丁达尔效应（物理方法）是胶体中分散质微粒对可见光散射而形成的，可用于实验室鉴别另一种分散系属于胶体还是属于溶液。下列两个方面不能用来区分胶体和溶液。

①是否均一、透明。因为胶体和溶液通常都是均一、透明的分散系。

②是否能透过滤纸。因为胶体和溶液的分散质粒子均能透过滤纸。

【拓展延伸】丁达尔现象的原因当光束通过胶体时，看到的光柱是被胶体粒子散射的现象，并不是胶体粒子本身发光，可见光的波长在400700nm之间，胶体粒子的直径在1100nm，小于可见光的波长，能使光波发生散射。溶液也发生光散射，但由于溶液中粒子的直径小于1nm，散射极其微弱。所以，光束通过胶体时产生丁达尔效应。而通过溶液则没有。（2）电泳胶体粒子带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散剂里作定向移动。氢氧化铁胶体的电泳现象应用：①静电除尘；②电泳电镀，利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。【拓展延伸】胶体本身不带电，胶体的分散质具有巨大的比表面积,能吸附带有某种电荷的离子,从而形成带电微粒，氢氧化铁胶粒带正电荷。正电荷向负极移动，负电荷向正极移动。胶体的胶粒有的带电，有电泳现象；有的不带电（淀粉胶体），没有电泳现象。

带正电荷胶粒带负电荷胶粒金属氢氧化物金属氧化物AgI（硝酸银过量）金属硫化物(如Sb2S3)非金属硫化物(如As2S3)非金属氧化物(如SiO2泥沙)硅酸盐(土壤和水泥)AgI（碘化钾过量）（3）介稳性胶体的稳定性在溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。原因有二，其一是布朗运动，其二是胶体粒子带电荷，且电性相同互相排斥（主要原因）。在超显微镜下观察胶体可以看到胶体颗粒不断地作无规则的运动。布朗运动（4）聚沉在一定条件下胶体的分散质微粒聚集成较大的微粒,在重力作用下沉淀析出的现象。聚沉方法：①加入电解质②加入胶粒带相反电荷的胶体③加热或搅拌。原理：①加入可溶性电解质如酸、碱、盐等物质:可溶性电解质产生的阳离子或阴离子所带电荷中和了胶粒所带的电荷,减小胶粒间的相互斥力,从而凝聚成大颗粒而沉淀。②加入胶粒带相反电荷的胶体:原因同前。③加热或搅拌:加热或搅拌可加快胶粒的运动速率,增大了胶粒之间的碰撞机会。应用：将盐卤或石膏加入豆浆制成豆腐、河海交界处易形成三角洲、明矾净水等。强吸附力胶体粒具有较大的比表面积（单位质量的微粒具有的表面积），形成较强的吸附力。例如明矾在水中形成的氢氧化铝胶体净水。【练习】[问题1]已知鸡蛋清溶液是一种胶体，现有三瓶无色液体：NaCl溶液、Na2SO4溶液、鸡蛋清溶液，根据已学过的知识鉴别它们。[提示]用激光笔照射这三瓶无色液体，在入射光侧面进行观察，产生丁达尔现象的是鸡蛋清溶液；用小试管分别取2mL另外两种液体，分别向里面滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀的是Na2SO4溶液，无明显现象的是NaCl溶液。[问题2]除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙采用什么方法？[提示]溶液、胶体中的分散质微粒均能透过滤纸，浊液中的分散质微粒不能透过，因此除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙可用过滤的方法。[问题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？[提示]氢氧化铁胶体的分散质微粒带正电荷，通电后向电源负极附近移动。[问题4]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，解释原因。[提示]血液是胶体，微波可使局部血液胶体受热导致其聚沉。[问题5]黄河三角洲的形成原理[提示]黄河河水中含有大量土壤胶体，河水中胶体遇到海水中的NaCl等电解质而发生聚沉，慢慢形成三角洲。[问题6]常见的胶体有哪些？烟、云、雾、氢氧化铁胶体、碘化银胶体、烟水晶、有色玻璃、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、墨水、涂料、硫化银胶体、果冻、鸡蛋清、血液、土壤、茶水、牛奶、豆奶、豆浆等。三胶体制备、提纯1、氢氧化铁胶体制备（1）制备原理FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl（2）制备操作用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾；②向烧杯中逐滴加入饱和FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,停止加热【思考】1、为何Fe(OH)3不再与生成的HCl反应呢？①C（HCl）太小；加热时，HCl易挥发，更少；②Fe(OH)3胶粒的表面吸有其它离子,有一定的稳定性。2、制备过程中有哪些注意事项？①逐滴滴加，不能把饱和FeCl3溶液直接倒入沸水中,过量的FeCl也不能用玻璃搅拌，防止生成Fe(OH)3沉淀。②不能过度加热，以免出现Fe(OH)3胶体凝聚。③必须用饱和氯化铁溶液，稀溶液难以形成胶体。④向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，不能直接加热溶液。⑤需用蒸馏水，不能用自来水。【问题探究】（1）如何检验制备的红褐色液体为FeOH3胶体？若向提示：[答案]用一束光线照射,从侧面观察,若出现一条光亮的“通路”,则证明成功制得FeOH3（2）在制备FeOH3胶体时,为什么不用NaOH溶液与[答案]NaOH与FeCl3反应产生FeOH3沉淀而得不到（3）若1mL1mol/L的FeCl[答案]不是,若干个FeOH3分子才能形成一个胶体分散质微粒,所以生成的胶体分散质微粒数目远小于0.0012、胶体的分离和提纯（1）胶体与浊液的分离胶体的分散质微粒可以透过滤纸,而浊液的分散质微粒不能透过滤纸,因此可用过滤的方法分离。（2）胶体的提纯胶体的分散质微粒不能透过半透膜,而小分子、离子能够透过半透膜,因此可以利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子。这种提纯、精制胶体的方法叫渗析。【思考】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？[提示]如图，将所得混有FeCl3溶液的Fe(OH)3胶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。【例题】1、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20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后向烧杯中滴加1～2mL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2min后，取少量半透膜外的液体置于试管中，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；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”)极附近颜色逐渐变深，其原因是_____________________________。[解析](1)实验室制备Fe(OH)3胶体的操作要点：将蒸馏水先煮沸，然后加入饱和的FeCl3溶液，再继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。(2)胶体的分散质微粒不能透过半透膜，因此半透膜外的液体为溶液，所以无丁达尔现象；因溶液中含有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胶体的分散质微粒带正电荷，在电场作用下发生电泳现象。带正电荷的胶体分散质微粒向阴极移动，故阴极附近颜色逐渐加深。[答案](1)氯化铁(或FeCl3)液体呈红褐色FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up10(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(2)无有白色沉淀生成(3)阴Fe(OH)3胶体的分散质微粒带正电荷，在电场作用下向阴极移动2、当光束通过下列物质时，不会出现丁达尔效应的是()①Fe(OH)3胶体②水③蔗糖溶液④FeCl3溶液⑤云、雾A．②④⑤B．③④⑤C．②③④D．①③④C[①⑤是胶体，③④为溶液，②为纯净物。]3．实验证明，聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数，电荷数越大，聚沉能力越大。(1)向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时，其聚沉能力最强的为________(填序号)。①NaCl②FeCl3③K2SO4④Na3PO4(2)为了把黏土溶胶(黏土胶体粒子带负电荷)变成较洁净的水，加入下列电解质时，________(填序号)效果最明显，原因是________________________________。A．BaCl2B．Al2(SO4)3C．KCl D．CuSO4解析(1)Fe(OH)3胶粒带正电，阴离子可中和其电性使其聚沉，Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)中，POeq\o\al(3－,4)所带电荷最多，其聚沉能力最强。(2)加入带正电荷最多的阳离子，可使黏土溶胶聚沉效果最明显。答案(1)④(2)BAl3＋所带正电荷数最多，使黏土溶胶聚沉效果最好4．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Ⅰ：取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液。步骤Ⅱ：在小烧杯中加入20mL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Ⅲ：取另一小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mLFeCl3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)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体。步骤Ⅳ：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与盐酸反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________。(2)在步骤Ⅰ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Ⅱ中继续煮沸到什么程度？能否一直加热？__________________________________________________________。(4)在步骤Ⅲ中哪个烧杯会产生丁达尔效应？据此现象可以区分哪两种分散系？_________________________________________________________。(5)在步骤Ⅳ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①Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体混合：___________________________________；Fe(OH)3胶体和H2SiO3胶体混合：_______________________________。②已知Al(OH)3胶体能够净水，则Fe(OH)3胶体_______________________(填“能”或“不能”)净水。解析Fe2O3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，后沉淀溶解，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胶体能净水主要因为其胶粒带正电荷，而与水体中带负电荷的泥沙胶粒共同凝聚生成沉淀。故Fe(OH)3胶体也可净水。答案(1)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(2)溶液中产生红褐色沉淀FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl(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；根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