高中化學學案專題1第三單元物質(zhì)的分散系

第三單元物質(zhì)的分散系一、分散系及其分類1．分散系：(1)概念：由一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)中形成的混合體系稱為分散系。(2)組成：分散系包括分散質(zhì)和分散劑。(3)分類：依據(jù)分散質(zhì)粒子直徑大小分為三類分散系2．膠體的性質(zhì)：(1)丁達爾效應(yīng)：當光束通過膠體時，可以看到一束光亮的通路，這是由于膠體粒子對光線散射形成的。丁達爾效應(yīng)可用來區(qū)分溶液和膠體。(2)吸附性：可以利用膠體的吸附性來凈水。3．膠體的用途：自來水廠常用某些含鐵的化合物作凈水劑。當這些物質(zhì)溶解于水后，產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體吸附水中的懸浮顆粒并沉降，從而達到凈水的目的。(情境思考)當陽光從窗隙射入暗室，或者光線透過樹葉間的縫隙射入密林中時，可以觀察到丁達爾效應(yīng)；放電影時，放映室射到銀幕上的光柱的形成也屬于丁達爾效應(yīng)。(1)分散系是不是都能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)？(2)如何快速簡單區(qū)別溶液和膠體？提示：(1)丁達爾效應(yīng)是膠體特有的性質(zhì)。(2)利用能否產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)可以快速簡單區(qū)別溶液和膠體。二、電解質(zhì)和非電解質(zhì)1．電解質(zhì)與非電解質(zhì)的區(qū)別：電解質(zhì)非電解質(zhì)定義在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不導電的化合物化合物類型酸、堿、大多數(shù)的鹽，金屬氧化物、水等非金屬氧化物、葡萄糖等有機物實例H2SO4、NaOH、Na2CO3、CaO等C2H5OH、SO3、NH3、CH4等2.電解質(zhì)的電離：(1)電離：電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動的離子的過程。(2)電離方程式：用化學符號來表示電解質(zhì)電離的式子。如H2SO4的電離方程式：H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；NaOH的電離方程式：NaOH=Na＋＋OH－；CuSO4的電離方程式：CuSO4=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋Cu2＋。(3)從電離角度理解酸、堿、鹽的概念。①酸：電離時生成的陽離子全部是H＋的化合物。②堿：電離時生成的陰離子全部是OH－的化合物。③鹽：在水溶液中可電離出金屬陽離子(或銨根離子)和酸根陰離子的化合物。1．(知識關(guān)聯(lián))CO2、SO3同屬于酸性氧化物，它們的水溶液可以導電，它們是電解質(zhì)嗎？提示：CO2、SO3不是電解質(zhì)。因為在CO2、SO3的水溶液中，起導電作用的是CO2、SO3和水反應(yīng)生成的H2CO3和H2SO4，CO2、SO3是非電解質(zhì)，H2CO3、H2SO4是電解質(zhì)。2．能導電的物質(zhì)是電解質(zhì)嗎？提示：電解質(zhì)必須是化合物。NaCl溶液、石墨、銅均可以導電，但它們不是化合物，所以不屬于電解質(zhì)?！咀灾魈剿鳌?情境思考)分別用相同濃度的①蔗糖溶液、②鹽酸、③氫氧化鈉溶液、④氯化鈉溶液、⑤酒精溶液做導電性對比實驗。(1)如圖閉合開關(guān)K，現(xiàn)象是燈泡亮的一組有________；燈泡不亮的一組有________。提示：②③④①⑤(2)燈泡亮的一組是電解質(zhì)嗎？提示：不是，因為都是混合物。(3)只根據(jù)這一現(xiàn)象能否來判斷該溶質(zhì)是電解質(zhì)或非電解質(zhì)？提示：不能，水溶液能導電的，該溶質(zhì)不一定是電解質(zhì)，如SO2、CO2的水溶液都導電，但SO2、CO2是非電解質(zhì)。膠體的制備、主要性質(zhì)及應(yīng)用1.膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別：膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)微粒直徑的大小，而不是有無丁達爾效應(yīng)，但利用丁達爾效應(yīng)可用來鑒別膠體。2．三種分散系的比較：分散系溶液膠體濁液分散質(zhì)微粒直徑<10-9109～10-7>10-7分散質(zhì)微粒種類單個小分子或離子高分子或多分子聚合體巨大數(shù)目的分子聚合體性質(zhì)外觀均一、透明均一、透明不均一、不透明穩(wěn)定性穩(wěn)定較穩(wěn)定不穩(wěn)定分散質(zhì)微粒能否透過濾紙能能不能分散質(zhì)微粒能否透過半透膜能不能不能鑒別無丁達爾效應(yīng)有丁達爾效應(yīng)靜置分層或沉淀1．(思維升華)利用FeCl3溶液和NaOH溶液發(fā)生復分解反應(yīng)可以制備Fe(OH)3膠體嗎？(證據(jù)推理與模型認知)提示：不能；因為FeCl3和NaOH溶液反應(yīng)。2.淀粉溶液屬于膠體，如何除去淀粉溶液中的少量NaCl？(宏觀辨識與微觀探析)提示：半透膜能允許直徑在1nm以下的小分子或離子透過，1nm以上的膠體粒子不透過，因此可以用半透膜除去淀粉溶液中的NaCl?！竞献魈骄俊?情境應(yīng)用)(實驗1)把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3膠體的燒杯置于暗處，分別用激光筆(或手電筒)照射燒杯中的液體，在與光束垂直的方向進行觀察。(實驗2)在兩只燒杯中分別加入相同量的含有懸浮顆粒物的渾濁污水，再向其中一只燒杯中加入10mL氫氧化鐵膠體，攪拌后靜置、觀察。(1)實驗1和實驗2的現(xiàn)象分別是什么？結(jié)論是什么？提示：實驗1：當光束通過CuSO4溶液時，無法觀察到光亮通路；當光束通過Fe(OH)3膠體時，可以看到一條光亮的通路；膠體能發(fā)生丁達爾效應(yīng)。實驗2：加入Fe(OH)3膠體的燒杯中溶液變得澄清而透明。(2)除去NaCl溶液或Fe(OH)3膠體中的泥沙采用什么方法？提示：過濾。(3)氫氧化鐵膠體常用來凈水的原因是什么？提示：膠體的表面積很大，具有吸附性，能吸附水中的懸浮物形成沉淀。【典例】丁達爾效應(yīng)是區(qū)分膠體與溶液的一種最常用的方法。(1)如圖是在實驗室中進行氫氧化鐵膠體丁達爾效應(yīng)實驗的示意圖，該圖中有一處明顯錯誤是____________________________________________，原因是__________________(試從分散系的分類進行討論說明)。(2)欲在樹林中觀察到丁達爾效應(yīng)，你認為一天中最有可能觀察到該現(xiàn)象的時間是________，理由是____________________________________________。(3)去樹林觀察丁達爾效應(yīng)有諸多不便，聰明的你想出了許多在家里看到丁達爾效應(yīng)的方法，其中最簡單、最環(huán)保的方法是________________________________________________________________________________________________?！窘忸}指南】解答本題需要注意理解以下兩個方面：(1)生活中常見的膠體。(2)鑒別膠體的方法?！窘馕觥?1)進入燒杯前，光穿過的空氣不是膠體，不會產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，所以該圖中的明顯錯誤是空氣中也出現(xiàn)了光柱。(2)清晨樹林中存在水霧，陽光透過樹葉間隙形成光束，穿過這些水霧會產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，所以一天中最有可能觀察到該現(xiàn)象的時間是清晨。(3)由題可知水霧在空氣中形成膠體。打開暖瓶(內(nèi)有熱水)讓水汽升騰起來，用一束光照射即可。答案：(1)空氣中也出現(xiàn)了光柱進入燒杯前，光穿過的空氣不是膠體，不會產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)(2)清晨清晨樹林中存在水霧，霧是膠體，陽光透過樹葉間隙形成光束，穿過這些水霧會產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)(3)打開暖瓶(或加熱水)讓水汽升騰起來，用一束光照射即可(1)將1molFeCl3制成Fe(OH)3膠體，所得膠體中分散質(zhì)的物質(zhì)的量為1mol，這種說法是否正確？提示：不正確。Fe(OH)3膠體的膠粒是許多Fe(OH)3微粒的聚集體，將1molFeCl3制成Fe(OH)3膠體，所得膠體中分散質(zhì)的物質(zhì)的量小于1mol。(2)實驗中制取到的純凈的Fe(OH)3膠體是純凈物還是混合物？提示：混合物。膠體屬于分散系，都是混合物?！疽?guī)律方法】膠體常識中的三個易錯點(1)膠體微粒一般是離子、分子或難溶物的聚集體，因此在Fe(OH)3膠體中，F(xiàn)e(OH)3膠體粒子的數(shù)目要遠遠小于原FeCl3溶液中Fe3＋的數(shù)目。(2)膠體不帶電荷，呈電中性。膠體粒子(分散質(zhì))可帶電荷，有些膠體粒子不帶電，如淀粉膠體。(3)膠體粒子的直徑一般在1～100nm之間，它決定了膠體粒子具有較大的表面積，吸附力很強，能在水中吸附懸浮固體或毒素形成沉淀，從而達到凈化水的目的。(2021·武漢高一檢測)朱自清在《荷塘月色》中寫道：“薄薄的青霧浮起在荷塘里……月光是隔了樹照過來的，高處叢生的灌木，落下參差的斑駁的黑影……”從化學的角度對這段文字的解讀錯誤的是()A．“薄薄的青霧”是一種分散系B．“薄薄的青霧”中某些微粒的直徑在10－9～10－7C．“參差的斑駁黑影”是一種丁達爾效應(yīng)D．“云霧潤蒸華不注”與“薄薄的青霧”中“霧”的主要成分相同【解析】選C。薄霧是小液滴，是一種膠體，本質(zhì)特征是分散質(zhì)直徑的大小為10－9～10－7m，具有丁達爾效應(yīng)，據(jù)此分析判斷。A.“薄薄的青霧”是膠體分散系，故A正確；B.“薄薄的青霧”是膠體分散系，“薄薄的青霧”中某些微粒的直徑在10－9～10－7m，故B正確；C.“參差的斑駁黑影”不是光線下的光路，不是丁達爾效應(yīng)，故C錯誤；D.“云霧潤蒸華不注”與“薄薄的青霧”中“霧”都是膠體分散系，它們的主要成分相同，故電解質(zhì)的判斷與電離1．電解質(zhì)和非電解質(zhì)比較：電解質(zhì)非電解質(zhì)相同點均為化合物不同點水溶液或熔融狀態(tài)能導電水溶液和熔融狀態(tài)都不能導電本質(zhì)區(qū)別在水溶液中或熔融狀態(tài)下自身能發(fā)生電離，常用電離方程式表示在水溶液中和熔融狀態(tài)下自身不能發(fā)生電離物質(zhì)類別①酸②堿③鹽④活潑金屬氧化物⑤水①非金屬氧化物②非酸性氣態(tài)氫化物③多數(shù)有機物2.電離方程式書寫注意事項：(1)符合客觀事實，不能隨意書寫離子符號，要注意正確標注離子所帶的電荷及其數(shù)目。(2)質(zhì)量守恒，即電離方程式左右兩側(cè)元素的種類、原子或原子團的個數(shù)相等。(3)電荷守恒，即電離方程式左右兩側(cè)的正負電荷數(shù)相等，溶液呈電中性。1．電離需要通電條件下才可以發(fā)生，這種說法對嗎？提示：不正確。電離在水溶液中或熔融狀態(tài)下可以進行，不需要通電。2.(教材開發(fā))教材中描述“HCl、H2SO4等酸在水溶液中都能電離出H＋”，NaHSO4在水溶液中也電離生成H＋，NaHSO4是酸嗎？為什么？提示：不是。NaHSO4屬于鹽，其電離方程式為NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，根據(jù)酸的定義，NaHSO4的陽離子并不都是H＋，所以不屬于酸?！镜淅竣贇溲趸c固體；②銅絲；③氯化氫氣體；④稀硫酸；⑤二氧化碳氣體；⑥氨水；⑦碳酸鈉粉末；⑧蔗糖晶體；⑨熔融氯化鈉；⑩膽礬晶體請用序號填空：(1)上述狀態(tài)下可導電的是__________。(2)屬于電解質(zhì)的是__________。(3)屬于非電解質(zhì)的是__________。(4)上述狀態(tài)下的電解質(zhì)不能導電的是__________?！窘忸}指南】解答本題需要注意理解以下兩個方面：(1)電解質(zhì)是在一定條件下自身電離而導電的化合物。(2)電解質(zhì)本身不導電，溶于水或熔融狀態(tài)下才導電?！窘馕觥炕衔锼?如氯化氫)、堿(如氫氧化鈉)、鹽(如碳酸鈉、膽礬)都是電解質(zhì)；化合物非金屬氧化物(如二氧化碳)、有機物(如蔗糖)都是非電解質(zhì)；單質(zhì)(如銅)和混合物(如氨水)既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。能導電的物質(zhì)有金屬(如銅)、熔融電解質(zhì)(如熔融氯化鈉)、電解質(zhì)溶液(如稀硫酸、氨水)。答案：(1)②④⑥⑨(2)①③⑦⑨⑩(3)⑤⑧(4)①③⑦⑩(1)寫出碳酸鈉和氫氧化鈉的電離方程式？提示：Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；NaOH=Na＋＋OH－。(2)上述物質(zhì)中屬于鹽的有哪些？提示：⑦⑨⑩。在水溶液中可電離出金屬陽離子(或銨根離子)和酸根陰離子的化合物屬于鹽。【規(guī)律方法】1．電解質(zhì)、非電解質(zhì)的判斷方法2．電解質(zhì)與導電的關(guān)系(1)電解質(zhì)導電的條件是溶于水或熔融狀態(tài)，兩個條件具備一個即可。(2)電解質(zhì)溶液的導電能力與溶液中離子的濃度及離子所帶電荷多少有關(guān)，離子濃度越大，離子所帶電荷越多，溶液導電能力越強。(3)有些電解質(zhì)溶于水能導電，熔融狀態(tài)不能導電，如HCl。(4)有些電解質(zhì)只在熔融狀態(tài)導電，如BaSO4，其水溶液不導電是因為BaSO4難溶于水。(5)電解質(zhì)本身不一定能導電，如NaCl晶體；能導電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)，如石墨、Fe、Cu、NaCl溶液。(2021·鹽城高一檢測)下列各組物質(zhì)，前者屬于電解質(zhì)，后者屬于非電解質(zhì)的是()A．NaCl晶體、石墨B．液態(tài)的醋酸、酒精C．銅、二氧化硫D．熔融的KNO3、硫酸溶液【解析】選B。A項，石墨屬于單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，錯誤；B項，醋酸在水中可以電離出H＋和CH3COO－，屬于電解質(zhì)，酒精只存在分子，屬于非電解質(zhì)，正確；C項，銅是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，錯誤；D項，硫酸溶液屬于混合物，不是非電解質(zhì)，錯誤。三言兩語話重點(1)分散系：由一種或幾種物質(zhì)(稱為分散質(zhì))分散到另一種物質(zhì)(稱為分散劑)中形成的混合體系。(2)膠體是一種常見的分散系，其區(qū)別于溶液、濁液的本質(zhì)為分散質(zhì)微粒直徑為10－9～10－7m(3)膠體具有丁達爾效應(yīng)和吸附性。(4)電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電。(5)酸、堿、鹽、大多數(shù)金屬氧化物和水都是電解質(zhì)，而多數(shù)非金屬氧化物、NH3、蔗糖、酒精等有機物為非電解質(zhì)。1．下列分散系能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)的是()A．稀鹽酸 B．氫氧化鐵膠體C．泥漿 D．硫酸鉀溶液【解析】選B。膠體是能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)的分散系。A項，稀鹽酸為溶液，不能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，錯誤；B項，氫氧化鐵膠體能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，正確；C項，泥漿為懸濁液，不能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，錯誤；D項，硫酸鉀溶液不能產(chǎn)生丁達爾效應(yīng)，錯誤。2．下列物質(zhì)中，含有自由移動Cl－的是()A．KClO3溶液B．CaCl2溶液C．KCl晶體D．液態(tài)HCl【解析】選B。KClO3溶液中存在K＋、ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))；KCl晶體中Cl－不能自由移動；液態(tài)HCl中只存在HCl分子。3．下列物質(zhì)的電離方程式錯誤的是()A．NaOH=Na＋＋OH－B．CuCl2=Cu2＋＋2Cl－C．Fe2(SO4)3=Feeq\o\al(\s\up1(2＋),\s\do1(2))＋(SO4)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))D．Ba(NO3)2=Ba2＋＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))【解析】選C。根據(jù)電解質(zhì)的化學式，可把其拆寫成陽離子和陰離子，C項的電離方程式應(yīng)為Fe2(SO4)3=2Fe3＋＋3SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。4．(2021·南京高一檢測)下列物質(zhì)屬于非電解質(zhì)的是()A．硝酸B．氫氧化鈉C．硫酸銨D．蔗糖【解析】選D。硝酸、氫氧化鈉、硫酸銨在水溶液中均可以發(fā)生電離，是可以導電的化合物，屬于電解質(zhì)。蔗糖在水溶液或熔融狀態(tài)下均不能導電，屬于非電解質(zhì)，選D項。5.室內(nèi)污染物主要分為甲醛、苯、氨(NH3)和氡(Rn)四種，其中甲醛在中國有毒化學品優(yōu)先控制名單上高居第二位，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。根據(jù)上述信息，回答下列問題：(1)甲醛、苯兩種物質(zhì)的分子式分別為CH2O和C6H6。上述材料背景中提及的甲醛、苯、氨和氡四種物質(zhì)中屬于含碳物質(zhì)的是__________，屬于含氫物質(zhì)的是____________，屬于化合物的是______________，屬于單質(zhì)的