第2章元素與物質(zhì)世界第1節(jié)元素與物質(zhì)分類第2課時導(dǎo)學(xué)案上學(xué)期高一化學(xué)

第2課時一種重要的混合物——膠體【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠根據(jù)分散質(zhì)微粒的大小對分散系分類，知道膠體是一種常見的分散系。2.知道膠體的丁達(dá)爾現(xiàn)象、聚沉等性質(zhì)，了解膠體性質(zhì)在生活中的簡單應(yīng)用。3.學(xué)會膠體的制備、分離和提純。一分散系及其分類美酒、牛奶、奶昔都是美味飲料，但是它們的存在狀態(tài)有所不同，它們本質(zhì)上是否有所不同？請完成下列知識點(diǎn)：1．概念分散系：把一種(或幾種)物質(zhì)(分散質(zhì))分散在另一種物質(zhì)(分散劑)中所得到的體系。由分散質(zhì)和分散劑構(gòu)成。例：溶液分散系eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(溶質(zhì)?分散質(zhì),溶劑?分散劑))分散系分散質(zhì)分散劑煙固體小顆?？諝忪F小液滴空氣碘酒碘酒精食鹽水NaCl水2．分類(1)按照分散質(zhì)或分散劑的狀態(tài)共分為九種分散系：（2）按照分散質(zhì)粒子直徑大小分類：溶液（分散質(zhì)微粒直徑<1nm）——表現(xiàn)出均一、穩(wěn)定濁液（分散質(zhì)微粒直徑>100nm）——表現(xiàn)出渾濁、不穩(wěn)定膠體（分散質(zhì)微粒直徑1－100nm之間）——表現(xiàn)出介穩(wěn)性常見的濁液eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(懸濁液,乳濁液))膠體、濁液、溶液三種分散系的本質(zhì)區(qū)別是三種分散系中分散質(zhì)微粒直徑的大小不同。3.溶液、膠體和濁液三類分散系的比較【情景】清晨，當(dāng)你漫步在美麗的校園，走進(jìn)廣場的小樹林，你會看到縷縷陽光穿過林木的枝葉鋪灑在地面上。清晨縷縷陽光穿過林木的枝葉鋪灑在地面上的原因？中午為什么就沒此種現(xiàn)象了？提示清晨，樹林的空氣中水汽重，形成了氣溶膠，而中午空氣干燥，就難有丁達(dá)爾效應(yīng)現(xiàn)象了。分散系溶液膠體濁液懸濁液乳濁液分散質(zhì)粒子直徑大小<1nm1～100nm>100nm>100nm分散質(zhì)粒子單個小分子或離子較多分子的集合體或大分子大量分子或離子聚集成的固體顆粒大量分子聚集成的液滴特點(diǎn)均一透明多數(shù)均一透明，較穩(wěn)定不均一、不透明，久置沉淀不均一、不透明，久置分層穩(wěn)定性穩(wěn)定介穩(wěn)性不穩(wěn)定不穩(wěn)定能否透過濾紙能能不能能否透過半透膜絕大部分能（蔗糖溶液不能）不能不能實(shí)例食鹽水、蔗糖溶液Fe(OH)3膠體、淀粉膠體泥水、石灰乳油水混合物鑒別方法膠體和濁液通過靜置鑒別；膠體和溶液可通過丁達(dá)爾效應(yīng)鑒別二膠體的性質(zhì)

膠體的分類（1）根據(jù)分散劑氣溶膠：煙、云、霧、混濁的空氣等的狀態(tài)分類液溶膠：Fe(OH)3膠體、AgI膠體、淀粉膠體、豆?jié){、血液、蛋白質(zhì)溶液、墨水等固溶膠：有色玻璃、煙水晶、瑪瑙等（2）根據(jù)分散質(zhì)粒子膠體：氫氧化鐵膠體、碘化銀膠體微粒的組成分類分子膠體：淀粉膠體、蛋白質(zhì)膠體【深化理解】（1）氫氧化鐵膠體粒子是由許多Fe(OH)3小分子聚集在一起形成的微粒，其直徑為1100納米，故稱為粒子膠體。（2）淀粉屬于高分子化合物，其單個分子的直徑為1100納米，故稱為分子膠體。膠體的性質(zhì)（1）丁達(dá)爾現(xiàn)象當(dāng)可見光通過膠體時，在入射光側(cè)面可觀察到光亮的通路，這種現(xiàn)象稱為丁達(dá)爾效應(yīng)。丁達(dá)爾效應(yīng)（物理方法）是膠體中分散質(zhì)微粒對可見光散射而形成的，可用于實(shí)驗(yàn)室鑒別另一種分散系屬于膠體還是屬于溶液。下列兩個方面不能用來區(qū)分膠體和溶液。

①是否均一、透明。因?yàn)槟z體和溶液通常都是均一、透明的分散系。

②是否能透過濾紙。因?yàn)槟z體和溶液的分散質(zhì)粒子均能透過濾紙。

【拓展延伸】丁達(dá)爾現(xiàn)象的原因當(dāng)光束通過膠體時，看到的光柱是被膠體粒子散射的現(xiàn)象，并不是膠體粒子本身發(fā)光，可見光的波長在400700nm之間，膠體粒子的直徑在1100nm，小于可見光的波長，能使光波發(fā)生散射。溶液也發(fā)生光散射，但由于溶液中粒子的直徑小于1nm，散射極其微弱。所以，光束通過膠體時產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)。而通過溶液則沒有。（2）電泳膠體粒子帶有電荷,在電場的作用下,膠體粒子在分散劑里作定向移動。氫氧化鐵膠體的電泳現(xiàn)象應(yīng)用：①靜電除塵；②電泳電鍍，利用電泳將油漆、乳膠、橡膠等粒子均勻地沉積在鍍件上?！就卣寡由臁磕z體本身不帶電，膠體的分散質(zhì)具有巨大的比表面積,能吸附帶有某種電荷的離子,從而形成帶電微粒，氫氧化鐵膠粒帶正電荷。正電荷向負(fù)極移動，負(fù)電荷向正極移動。膠體的膠粒有的帶電，有電泳現(xiàn)象；有的不帶電（淀粉膠體），沒有電泳現(xiàn)象。

帶正電荷膠粒帶負(fù)電荷膠粒金屬氫氧化物金屬氧化物AgI（硝酸銀過量）金屬硫化物(如Sb2S3)非金屬硫化物(如As2S3)非金屬氧化物(如SiO2泥沙)硅酸鹽(土壤和水泥)AgI（碘化鉀過量）（3）介穩(wěn)性膠體的穩(wěn)定性在溶液和濁液之間，在一定條件下能穩(wěn)定存在，屬于介穩(wěn)體系。原因有二，其一是布朗運(yùn)動，其二是膠體粒子帶電荷，且電性相同互相排斥（主要原因）。在超顯微鏡下觀察膠體可以看到膠體顆粒不斷地作無規(guī)則的運(yùn)動。布朗運(yùn)動（4）聚沉在一定條件下膠體的分散質(zhì)微粒聚集成較大的微粒,在重力作用下沉淀析出的現(xiàn)象。聚沉方法：①加入電解質(zhì)②加入膠粒帶相反電荷的膠體③加熱或攪拌。原理：①加入可溶性電解質(zhì)如酸、堿、鹽等物質(zhì):可溶性電解質(zhì)產(chǎn)生的陽離子或陰離子所帶電荷中和了膠粒所帶的電荷,減小膠粒間的相互斥力,從而凝聚成大顆粒而沉淀。②加入膠粒帶相反電荷的膠體:原因同前。③加熱或攪拌:加熱或攪拌可加快膠粒的運(yùn)動速率,增大了膠粒之間的碰撞機(jī)會。應(yīng)用：將鹽鹵或石膏加入豆?jié){制成豆腐、河海交界處易形成三角洲、明礬凈水等。強(qiáng)吸附力膠體粒具有較大的比表面積（單位質(zhì)量的微粒具有的表面積），形成較強(qiáng)的吸附力。例如明礬在水中形成的氫氧化鋁膠體凈水?！揪毩?xí)】[問題1]已知雞蛋清溶液是一種膠體，現(xiàn)有三瓶無色液體：NaCl溶液、Na2SO4溶液、雞蛋清溶液，根據(jù)已學(xué)過的知識鑒別它們。[提示]用激光筆照射這三瓶無色液體，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2mL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，無明顯現(xiàn)象的是NaCl溶液。[問題2]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)微粒均能透過濾紙，濁液中的分散質(zhì)微粒不能透過，因此除去NaCl溶液或Fe(OH)3膠體中的泥沙可用過濾的方法。[問題3]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。[問題4]使用微波手術(shù)刀進(jìn)行外科手術(shù)，可使開刀處的血液迅速凝固而減少失血，解釋原因。[提示]血液是膠體，微波可使局部血液膠體受熱導(dǎo)致其聚沉。[問題5]黃河三角洲的形成原理[提示]黃河河水中含有大量土壤膠體，河水中膠體遇到海水中的NaCl等電解質(zhì)而發(fā)生聚沉，慢慢形成三角洲。[問題6]常見的膠體有哪些？煙、云、霧、氫氧化鐵膠體、碘化銀膠體、煙水晶、有色玻璃、硅酸膠體、淀粉膠體、蛋白質(zhì)膠體、墨水、涂料、硫化銀膠體、果凍、雞蛋清、血液、土壤、茶水、牛奶、豆奶、豆?jié){等。三膠體制備、提純1、氫氧化鐵膠體制備（1）制備原理FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl（2）制備操作用潔凈的燒杯取少量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰；②向燒杯中逐滴加入飽和FeCl3溶液,至液體呈透明的紅褐色,停止加熱【思考】1、為何Fe(OH)3不再與生成的HCl反應(yīng)呢？①C（HCl）太?。患訜釙r，HCl易揮發(fā)，更少；②Fe(OH)3膠粒的表面吸有其它離子,有一定的穩(wěn)定性。2、制備過程中有哪些注意事項(xiàng)？①逐滴滴加，不能把飽和FeCl3溶液直接倒入沸水中,過量的FeCl也不能用玻璃攪拌，防止生成Fe(OH)3沉淀。②不能過度加熱，以免出現(xiàn)Fe(OH)3膠體凝聚。③必須用飽和氯化鐵溶液，稀溶液難以形成膠體。④向沸水中滴加飽和氯化鐵溶液，不能直接加熱溶液。⑤需用蒸餾水，不能用自來水?！締栴}探究】（1）如何檢驗(yàn)制備的紅褐色液體為FeOH3膠體？若向提示：[答案]用一束光線照射,從側(cè)面觀察,若出現(xiàn)一條光亮的“通路”,則證明成功制得FeOH3（2）在制備FeOH3膠體時,為什么不用NaOH溶液與[答案]NaOH與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)生FeOH3沉淀而得不到（3）若1mL1mol/L的FeCl[答案]不是,若干個FeOH3分子才能形成一個膠體分散質(zhì)微粒,所以生成的膠體分散質(zhì)微粒數(shù)目遠(yuǎn)小于0.0012、膠體的分離和提純（1）膠體與濁液的分離膠體的分散質(zhì)微粒可以透過濾紙,而濁液的分散質(zhì)微粒不能透過濾紙,因此可用過濾的方法分離。（2）膠體的提純膠體的分散質(zhì)微粒不能透過半透膜,而小分子、離子能夠透過半透膜,因此可以利用半透膜分離膠體中的雜質(zhì)分子或離子。這種提純、精制膠體的方法叫滲析。【思考】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(或頻繁更換)的蒸餾水里一段時間即可。【例題】1、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，請將空白處填寫完整。取一個燒杯，加入20mL蒸餾水，加熱至沸騰，然后向燒杯中滴加1～2mL飽和________溶液，繼續(xù)煮沸，待________時，停止加熱；反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。(2)將制得的膠體放入半透膜制成的袋內(nèi)，如圖所示，放置2min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”)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______________________________________。(3)將半透膜內(nèi)的液體倒入U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”)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)微粒不能透過半透膜，因此半透膜外的液體為溶液，所以無丁達(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，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＋3H2Oeq\o(=,\s\up10(△))Fe(OH)3(膠體)＋3HCl(2)無有白色沉淀生成(3)陰Fe(OH)3膠體的分散質(zhì)微粒帶正電荷，在電場作用下向陰極移動2、當(dāng)光束通過下列物質(zhì)時，不會出現(xiàn)丁達(dá)爾效應(yīng)的是()①Fe(OH)3膠體②水③蔗糖溶液④FeCl3溶液⑤云、霧A．②④⑤B．③④⑤C．②③④D．①③④C[①⑤是膠體，③④為溶液，②為純凈物。]3．實(shí)驗(yàn)證明，聚沉能力主要取決于與膠粒帶相反電荷的離子所帶的電荷數(shù)，電荷數(shù)越大，聚沉能力越大。(1)向Fe(OH)3膠體中加入下列電解質(zhì)時，其聚沉能力最強(qiáng)的為________(填序號)。①NaCl②FeCl3③K2SO4④Na3PO4(2)為了把黏土溶膠(黏土膠體粒子帶負(fù)電荷)變成較潔凈的水，加入下列電解質(zhì)時，________(填序號)效果最明顯，原因是________________________________。A．BaCl2B．Al2(SO4)3C．KCl D．CuSO4解析(1)Fe(OH)3膠粒帶正電，陰離子可中和其電性使其聚沉，Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)中，POeq\o\al(3－,4)所帶電荷最多，其聚沉能力最強(qiáng)。(2)加入帶正電荷最多的陽離子，可使黏土溶膠聚沉效果最明顯。答案(1)④(2)BAl3＋所帶正電荷數(shù)最多，使黏土溶膠聚沉效果最好4．取少量Fe2O3粉末(紅棕色)加入適量鹽酸，用此溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：步驟Ⅰ：取少量溶液置于試管中，滴入NaOH溶液。步驟Ⅱ：在小燒杯中加入20mL蒸餾水，加熱至沸騰后，向沸水中滴入幾滴FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸，即可制得Fe(OH)3膠體。步驟Ⅲ：取另一小燒杯也加入20mL蒸餾水，向燒杯中加入1mLFeCl3溶液，振蕩均勻后，將此燒杯(編號甲)與盛有Fe(OH)3膠體的燒杯(編號乙)一起放置于暗處，分別用激光筆照射燒杯中的液體。步驟Ⅳ：取乙燒杯中少量Fe(OH)3膠體置于試管中，向試管中逐滴滴加一定量稀鹽酸，邊滴邊振蕩。根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答問題：(1)Fe2O3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________。(2)在步驟Ⅰ中能觀察到怎樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？請寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。現(xiàn)象：______________________________________________________，化學(xué)方程式：____________________________________________________。(3)在步驟Ⅱ中繼續(xù)煮沸到什么程度？能否一直加熱？__________________________________________________________。(4)在步驟Ⅲ中哪個燒杯會產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)？據(jù)此現(xiàn)象可以區(qū)分哪兩種分散系？_________________________________________________________。(5)在步驟Ⅳ中會產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象？為什么？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。__________________________________________________________________________________________________________________。(6)已知Fe(OH)3膠粒帶正電荷，Al(OH)3膠粒也帶正電荷，而H2SiO3膠粒帶負(fù)電荷，則下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分別是①Fe(OH)3膠體和Al(OH)3膠體混合：___________________________________；Fe(OH)3膠體和H2SiO3膠體混合：_______________________________。②已知Al(OH)3膠體能夠凈水，則Fe(OH)3膠體_______________________(填“能”或“不能”)凈水。解析Fe2O3是堿性氧化物，能與鹽酸反應(yīng)。鐵鹽能與堿反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3膠體中的膠體粒子是由許多Fe(OH)3微粒聚集形成的，當(dāng)?shù)渭酉∷釙r，先聚沉，后沉淀溶解，反應(yīng)生成鐵鹽，膠體因此被破壞。Fe(OH)3與Al(OH)3兩種膠粒所帶電荷的電性相同，故不聚成沉淀，也無顏色改變。Al(OH)3膠體能凈水主要因?yàn)槠淠z粒帶正電荷，而與水體中帶負(fù)電荷的泥沙膠粒共同凝聚生成沉淀。故Fe(OH)3膠體也可凈水。答案(1)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(2)溶液中產(chǎn)生紅褐色沉淀FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl(3)繼續(xù)煮沸到溶液呈紅褐色停止加熱，不能一直加熱，否則會得到氫氧化鐵沉淀。(4)乙燒杯中產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)；根據(jù)丁達(dá)爾效應(yīng)可以區(qū)分膠體和溶液。(5)開始產(chǎn)生沉淀，后來沉淀溶解消失。原因是開始膠體發(fā)生聚沉，后