第二單元 膠體的性質及其應用

一、 學習目标

1．了解分散系的概念；了解膠體的概念；了解膠體的性質；了解膠體的實際應用。

2．掌握膠體與溶液,懸濁液,乳濁液的區别；掌握膠體的精制方法；理解丁達爾效應,布朗運動和電泳現象産生的原因。

二．教學建議

1．充分利用初中已有的溶液、懸濁液、乳濁液的知識,列表比分散系的有關知識。要重視以舊帶新,聯系已學過的與膠體知識有關的基礎,以達到邊複習邊舊知識、邊學習新知識的目的。

2．結合實驗和列表比較,從觀察比較中認識膠體的本質特征。

3．膠體内容學習過程中學生會感到記憶難、應用難等問題,教學中要注意引導和幫助學生整理知識、歸類知識。

第一節 膠體

一．學習目标

1．理解膠體的基本概念,了解膠體特征。

2．能夠從分散質微粒的大小、分散系的性質等角度理解膠體與溶液、懸濁液、乳濁液的區别。

3．掌握膠體的本質特征,以及膠體的精制。理解氫氧化鐵膠體的制法原理。

二、教學過程

1．我們平時所接觸到的分散系一般有三種,即 ________、__________、_________,我們把分散系分成以上三種的依據是 _________,當分散質粒子直徑小于1 nm時,是_________,大于100nm時,是_________,在1 nm～100nm之間時是 _________。

2．如何分離膠體與濁液_________,如何分離膠體與溶液_________；如何分離濁液與溶液_________,膠體淨化的方法是_________,為什麼可以采用該辦法_____________。

3．膠體的形成不是物質_________的反映,而是物質的一種_______形式。根據分散劑的不同,可分為溶膠,如 _________；______溶膠,如_________溶膠,如_____等。

三、重點、難點點撥

1．如何理解膠體的本質特征和滲析的關系膠體粒子的直徑在1 nm～100nm之間是膠體的本質特征,也是膠體區别于其他分散系的依據,同時也決定了膠體的性質。

膠體粒子直徑較大,不能透過半透膜,但分子或離子可以透過半透膜,據此可以通過“滲析”的方法制某些膠體。滲析是一種分離操作,通過多次滲析或把半透膜袋放在流動的水中,可以使膠體得到更好的精制。

2．為什麼有的高分子溶液具有膠體的某些性質？

高分子化合物溶于适當的溶劑中,就成為高分子溶液,它具有雙重性,一方面由于分散質顆粒太小與溶膠粒子相近,表現出溶膠的某些特性,例如不能透過半透膜,因此高分子溶液可納入膠體研究範疇。另一方面高分子溶液是分子分散體系,又具有某些真溶液的特點,與膠體有許多不同的地方。例如：高分子溶液一般不帶電荷,溶膠粒子則帶電荷。高分子溶液的穩定是它的高度溶劑化起了決定性作用,粒子不帶電也能均勻地分散在溶液中。

高分子化合物能自動溶解于适當的溶劑中,當蒸發溶劑後,再加入溶劑仍然自動溶解。膠體溶液則不能由自動分散來獲得,膠粒一旦凝聚出來,一般很難簡單地用加人溶劑的方法使之複原。

3．膠體較穩定的原因：①膠體中膠粒體積小,被介質分子碰撞而不易上浮或下沉,凝析；②膠體中膠粒帶有同性電荷,相互排斥的結果不易凝析出來。

4．膠粒帶電的原因：膠體中單個膠粒的體積小,因而膠體中膠粒的表面積大,因而具備吸附能力。有的膠體中的膠粒吸附溶液中的陽離子而帶正電；有的則吸附陰離子而帶負電膠體的提純,可采用滲析法來提純膠體。使分子或離子通過半透膜從膠體裡分離出去的操作方法叫滲析法。其原理是膠體粒子不能透過半透膜,而分子和離子可以透過半透膜。但膠體粒子可以透過濾紙,故不能用濾紙提純膠體。

習題精析

[例1]下列關于膠體的說法中正确的是（ ）

（A）膠體外觀不均勻 （B）膠粒做不停的,無秩序的運動

（C）膠粒不能通過濾紙 （D）膠體不穩定,靜置後容易産生沉澱

[解析]膠粒可以透過空隙較大的濾紙,但不能透過空隙較小的半透膜。膠體是比較穩定的分散系。

[答案]B

[例2]膠體是比較穩定的分散系的主要原因是 A.膠粒直徑在1 nm-100nm之間 B,同種膠體的粒子帶有同種電荷 C.膠體溶液顯電中性 D.膠粒是運動的

[解析]膠體穩定的原因是其中的膠粒帶電荷,并且同種膠體的粒子帶同種電荷,同種電荷相互排斥,因而膠體穩定。

[答案]B

[例3]下列各種物質中,常用滲析方法分離的是 ( )

（A）CaCO3和Na2CO3 （B）NaCl和KNO3

（C）CCl和水 （D）Fe(OH)3膠體和FeCl3溶液

[解析]滲析方法适用于膠體和溶液的分離。 [答案]D

[例4]下列兩種物質混合後,所形成的分散系屬于膠體的是（ ）

（A）溴水和汽油 （B）硫代硫酸鈉和鹽酸

（C）乙二醇和甘油 （D）雞蛋清和甘油

[解析lA形成的是溴的有機溶液,B形成的是單質硫沉澱和NaCI溶液,C二者物質互溶,D形成的屬高分子溶液,也屬于膠體的範疇。

[答案]D

[例5]氯化鐵溶液與氫氧化鐵膠體具有的共同性質是（ ）。

（A）分散質顆粒直徑都在l～100nm之間 （B）能透過半透膜

（C）加熱蒸幹、灼燒後都有氧化鐵生成 （D）呈紅褐色

[解析]從分散系角度來分類,氯化鐵溶液和氫氧化鐵膠體屬于不同的分散系。氯化鐵溶液屬于溶液,其中的分散質微粒是Fe3 和Cl-離子。氫氧化鐵膠體屬于膠體,其中的分散質氫氧化鐵構成的膠粒,分散質的直徑要大一些。但兩者加熱蒸幹、灼燒後,都會得到氧化鐵。

[答案]C。

膠體針對性訓練

（A組題）

1．制取Fe(OH)3膠體的離子方程式；下面正确的是（ ）

（A）Fe3 3H2O

（B）Fe3 3H2O

（C）Fe3 3H2O

（D）Fe3 3H2O

2．既能透過半透膜,又能透過濾紙的是（ ）

（A）NaCl溶液 （B）澱粉溶液 （C）酒精溶液 （D）Fe(OH)3膠體

3．用飽和的FeCl3溶液制取Fe(OH)3膠體,正确的操作是（ ）

（A）将FeCl3溶液滴人蒸餾水中

（B）将FeCl3溶液滴人熱水中,生成棕黃色液體

（C）将FeCl3溶液滴人沸水中,并繼續煮沸至生成紅褐色液體

（D）将FeCl3溶液滴人沸水中,并繼續煮沸至生成紅褐色沉澱

4．将澱粉和KI的混合溶液裝在羊皮紙制成的袋中,将此袋下半部浸泡在盛有蒸餾水的燒杯裡,過一段時間後,取燒杯中液體進行實驗。下列現象能證明半皮紙袋一定有破損的是（ ）

（A）加入碘水變藍色 （B）加入NaI溶液不變藍色

（C）加入AgN03溶液産生黃色沉澱 （D）加入溴水變藍色

5．下列各組中,可用相同的方法除去混有的雜質的是( )

（A）澱粉溶液中混有少量NaCl；蔗糖中混有少量NaCl

（B）Fe(OH)3中混有少量鹽酸；澱粉溶液中混有少量KI溶液

（C）Na2SiO3膠體中混合有少量NaHCO3；NaHC03中混有少量Na2CO3

（D）CO2中混有少量SO2；CO2中混有少量HCl

6．已知土壤膠粒帶負電,因此在水稻田中,施用含氮量相同的下列化肥時,肥效最差的是（ ）

（A）硫铵 （B）碳铵 （C）硝铵 （D）氯化铵

7．下列屬于膠體的是 ( )

①肥皂水 ②煙水晶 ③水玻璃 ④蔗糖 ⑤尿素 ⑥澱粉溶液

（A）隻有⑥ （B）①②③ （C）①②⑥ （D）①②③④⑥

8．下列有關膠體的叙述正确的是 ( )

（A）膠體是均勻,透明的液體

（B）膠體粒子的大小決定了膠體丁達爾現象的産生

（C）膠體能透過半透膜,所以可用滲析法提純

（D）制備膠體必須在加熱條件下進行

9．當光束通過下列分散系時,能形成一條光亮通路的是 ( )

（A）食鹽水 （B）碘酒 （C）澱粉溶液 （D）F(OH)3溶膠

10．分别将下列各組物質等體積混合,在室溫下激烈振蕩,靜置後,能夠形成均勻溶液的是 ( )

（A）四氯化碳、碘水 （B）甲醇、水 （C）汽油、水 （D）乙酸乙酯、水

11．在半透膜袋裡盛有澱粉和溴化鈉溶液,将半透膜懸挂在蒸餾水中。

（1）如何用實驗證明澱粉未通過半透膜?

（2）要求隻檢驗一種離子,就能證明鈉離子、溴離子通過半透膜,寫出檢驗該離子的實驗方法?

（3）如何用實驗證明兩者已完全分離?

（4）如何證明半透膜破損?

（5）如何證明兩者已部分分離?

（6）如何操作能使兩者完全分離?

12．某一混合液中含有懸浮于混合液中的固體顆粒以及膠體和電解質NaCl,如何将它們分離出來?

（B組題）

1．有3g白色粉末,溶于10g熱水中,冷卻到室溫時析出2g粉末,将析出的2g粉末再溶解于10g熱水中,冷卻到室溫時析出1.5g。據此,可确定白色粉末是（ ）。

（A）純淨物 （B）混合物 （C）某種鹽 （D）不能确定

2．納米技術是正在崛起的新科技,它研究的粒子直徑在1-100nm之間。在此範圍内物質的性質發生很大變化。例如Cu的直徑加工成幾個納米時,會在空氣中劇烈燃燒。納米TiO2,是理想的光催化劑,光照時在常溫下可将汽車尾氣中氮、硫的氧化物氧化成相應的酸,同時它可以将廢水中的有害物質快速氧化成C02和H2O,此外它還可作抗菌材料等。以下有關說法中正确的是 ( )

（A）納米銅比納米鐵金屬活動性更強

（B）納米銅在反應中可能作氧化劑

（C）納米TiO2,在不向溶劑中均形成了膠體

（D）納米TiO2有很強的氧化性

3．根據中央電視台報道,近年來,我國的一些沿江或沿海城市多次出現大霧天氣緻使高速公路關閉,航班停飛,霧屬于下列分散系中的（ ）

（A）溶液 （B）懸濁液 （C）乳濁液 （D）膠體

4．用于滲析操作的半透膜的孔徑是 ( )

（A）大于100nm （B）略小于1 nm

（C）介于1～100nm之間 （D）小于1 nm

5．下列關于膠體的叙述不正确的是（ ）

（A）有色玻璃是固溶膠

（B）膠體粒子是帶電粒子,在溶液中自由移動

（C）膠體粒子通常不易聚集,因而膠體是比較穩定的分散系

（D）用滲析法可将膠體混合液裡的K 、N03-等分離除去

6．溶液、膠體和濁液這三種分散系的根本區别( )

（A）是否是大量分子或離子的集合體 （B）分散質粒子直徑的大小

（C）能否透過濾紙或半透膜 （D）是否均一、穩定、透明

7．不能發生丁達爾現象的分散系是（ ）

（A）碘酒 （B）無水酒精 （C）蛋白質溶液 （D）钴玻璃

8．有關膠體和溶液的區别,下列叙述中正确的是（ ）

（A）溶液呈電中性,膠體帶電荷

（B）溶液中溶質粒子一定不帶電,膠體中分散質粒子帶有電荷

（C）通電後,溶液中溶質粒子分别向兩極移動,膠體中分散質粒子向某一極移動

（D）溶液中通入一束光線沒有特殊現象,膠體中通過一束光線出現明顯的光帶

（A）細玻璃管内液面上升

（B）細玻璃管内液面不變

（C）蒸餾水遇碘酒變藍

（D）蒸餾水遇AgNO3溶液有白色沉澱生成

10．下列分散系中,是膠體的是（ ）

①在1 mol·L-1的KI溶液中加入1 mol·L-1的AgNO3溶液,邊加邊振蕩 ②将蔗糖加入水中③将花生油放入水中并振蕩 ④蛋白質分散于水中 ⑤把1 mL水玻璃加入到10mLl mol·L-1的鹽酸中,用力振蕩 ⑥把1 mL飽和FeCl3溶液滴加入20mL沸水中,邊滴邊振蕩

（A）①③④⑤ （B）①②④⑤ （C）④⑤⑥ （D）①④⑤⑥

11．分散質粒子的直徑在___________nm～________nm之間的分散系叫做膠體,膠體按其分散劑的聚集狀态不同可分為__________。區别膠體和溶液時通常用 __________,提純膠體時,通常采用__________ 的方法。

12．分别設計化學實驗,用最佳方法證明明礬溶于水時發生的下列變化

供選擇的藥品和儀器：明礬溶液,甲基橙試液,石蕊試液,酚酞試液,pH試紙,NaOH溶液,酒精燈,半透膜,聚光束儀

（1）證明明礬發生了水解反應

（2）證明其水解是一個吸熱反應

（3）證明生成了膠體

第一節 膠體針對性訓練題答案

（A組題）

1.B 2.AC 3.C 4.AD 5.BD 6.C 7；C 8.B 9.CD 10.B

11．(1)取燒杯内少量液體,向其中滴加碘水,發現不變藍色。

（2）因Br-半徑大于Na ,因此隻要檢驗Br—即可說明；取燒杯中少量液體向其中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,生成淺黃色沉澱。

（3）經過多次更換燒杯中的水,最終取燒杯中少量液體,向其中滴加AsNO,,若無沉澱産生,則說明兩者已完全分離。

（4）若用碘水檢驗出燒杯中的液體合澱粉,則說明半透膜破損。

（5）從半透膜袋中取出少量液體于試管中,滴加硝酸銀溶液觀察現象。若無淡黃色沉澱生成,說明液體中已不含溴化鈉,澱粉跟溴化鈉已完全分離。

（6）燒杯中的水要不斷更換。

12．先将溶液過濾,将濾出的固體顆粒洗滌,幹燥；再将濾液置于半透膜袋,懸挂在蒸餾水中,靜置一段時間後,使電解質離子通過半透膜進入蒸餾水中,則袋中為膠體,從而分離。

(B組題)

1.B 2.D 3.D 4.B 5.D 6.B 7.A 8.D 9.AD 10.C

11.1 100 氣溶膠 液溶膠和固溶膠 丁疊爾現象 滲析

12.(1)用pH試紙測明礬溶液 pH<7 證明溶液呈酸性

(2)加熱溶液,用pH試紙測溶液pH,pH減小。

(3)用聚光束儀的光束照溶液,有丁達爾現象。

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