2020-2021学年第2章 元素与物质世界第1节 元素与物质分类导学案

第2课时　胶体

学业要求

1．尝试利用同一类物质的一般性质预测陌生物质的性质，并设计实验验证，形成科学探究与创新意识的化学核心素养。

2．知道胶体是一种分散系，由于分散质颗粒大小与溶液、浊液不同，可以通过渗析法分离溶液和胶体；知道胶体可以产生丁达尔现象，形成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。

3．通过对胶体制备与性质的学习体会科学探究与创新意识的化学核心素养。

知识网络

一、分散系

二、胶体

1．定义

分散质的微粒直径介于________________的分散系。

2．分类

依据分散剂状态分为________________、________________、________________。

3．性质和应用

4.胶体的净化

渗析：利用________将胶体与溶液分离的方法。

[即学即练]

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)Fe(OH)3胶体无色透明，能产生丁达尔现象。(　　)

(2)Na2SO4溶液是一种分散系，分散质是Na2SO4。(　　)

(3)胶体是纯净物，浊液是混合物。(　　)

(4)向饱和FeCl3溶液中滴加NaOH溶液可制得Fe(OH)3胶体。(　　)

(5)溶液和胶体的本质区别是能否产生丁达尔现象。(　　)

(6)烟、雾都属于胶体，是分散系中的一种。(　　)

2．胶体区别于其他分散系的本质特征是(　　)

A．胶体在一定条件下能稳定存在

B．光束通过胶体时有丁达尔效应

C．胶体粒子直径介于1～100 nm

D．胶体的分散质能透过滤纸，而浊液的分散质不能

3．下列物质中，不会产生丁达尔效应的分散系是(　　)

①鸡蛋清溶液　②水　③稀豆浆　④蔗糖溶液　⑤硫酸铜溶液　⑥云　⑦淀粉溶液　⑧肥皂水

A．①⑧    B．②④⑤

C．④⑤    D．⑤⑧

4．“纳米技术”广泛应用于催化及军事科学中，“纳米材料”是粒子直径介于1～100 nm的材料，纳米碳就是其中的一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中，所形成的分散系(　　)

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

5．下列说法不正确的是(　　)

A．利用丁达尔效应可以鉴别胶体和溶液

B．在豆浆里加入盐卤做豆腐与胶体的聚沉有关

C．胶体与溶液的分离可用渗析的方法

D．KCl溶液、淀粉溶液和纯水都属于分散系

6．下列现象或应用中，不能用胶体知识解释的是(　　)

A．在饱和FeCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀

B．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

C．清晨，在茂密的树林，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱

D．肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析进行治疗

一 胶体的性质及应用

[例1]　下列关于胶体的叙述中，不正确的是(　　)

A．Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的本质区别是Fe(OH)3胶体有丁达尔效应，而FeCl3溶液无丁达尔效应

B．胶体在自然界是普遍存在的，如有色玻璃就是一种胶体

C．胶体分散质粒子直径介于1～100 nm

D．Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降，达到净水目的

状元随笔　(1)胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径介于1～100 nm，而不是产生丁达尔现象。

(2)胶体粒子的直径决定了胶体的性质，因胶体粒子较大不能透过半透膜，可用渗析法提纯胶体。

(3)丁达尔现象是物理变化而不是化学变化。

(4)明矾作净水剂是利用明矾溶于水生成Al(OH)3胶体，胶体具有吸附性；但胶体没有杀菌消毒的作用。

(5)胶体不带电荷，胶体粒子(分散质微粒)可能带电荷，淀粉胶体中的胶体粒子不带电荷。

[提升1]　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Fe(OH)3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溶液和小苏打溶液混合后会产生红褐色沉淀和无色气体；

⑦同一支钢笔先后吸入不同的墨水易造成钢笔堵塞。

A．①②④⑦    B．②④⑥⑦

C．②⑥        D．①③④⑤⑦

关键能力

1.分散系

(1)定义：把一种(或几种)物质分散到另一种物质里所得到的体系。

(2)分类。

①按照分散质粒子的直径：

②按照分散质和分散剂的状态：

如烟属于气固分散系，雾属于气液分散系，悬浊液属于固液分散系，合金属于固固分散系。

2．三种分散系的比较

3.胶体性质的应用

(1)卤水点豆腐：在热豆浆中加入卤水(电解质溶液)，使蛋白质等发生聚沉，聚沉的同时带出大量的水，形成凝胶，即为豆腐。

(2)明矾净水：明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，与水发生反应生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体具有吸附性，可以吸附水中的悬浮杂质形成沉淀，达到净水效果。

(3)“三角洲”的形成：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，海水中的电解质使胶体发生聚沉，长年累月在河流入海口形成三角洲。

(4)墨水的使用：墨水实际上是胶体，不同墨水的胶体粒子可能带有不同的电荷，当胶体粒子所带电荷不同的两种墨水混合时，就会因电性中和而发生聚沉，使钢笔流水不畅或堵塞。

(5)血液有关的应用：血液也是一种胶体，不同血型的人不能相互输血，FeCl3溶液可以止血，都与胶体的聚沉有关。

(6)静电除尘：冶金厂的大量烟尘分散在空气中形成胶体，可用高压电除去，这是利用了气溶胶的电泳性质。

(7)电泳电镀：可以利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。

二 胶体的制备、分离、提纯

[例2]　现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。

Ⅰ.甲同学向1 mol·L－1氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液；

Ⅱ.乙同学直接加热饱和FeCl3溶液；

Ⅲ.丙同学向25 mL沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈透明的红褐色，停止加热。

试回答下列问题：

(1)其中操作正确的同学是________。写出此过程中的化学方程式：____________________________。

(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的最简单的实验操作是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行下列实验：

①将其装入U形管内，用石墨作为电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶粒带________电荷。

②向其中加入饱和Na2SO4溶液，产生的现象是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③向所得Fe(OH)3胶体中逐滴滴加硫酸溶液，开始产生红褐色沉淀，这是因为________；继续滴加，沉淀最终消失且得棕黄色溶液，写出化学方程式____________________________。

④欲除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl，所用主要物品是________；该操作名称是________________。

状元随笔　(1)胶体微粒带电并非胶体带电，胶体仍呈电中性。

(2)不是所有的胶体的胶粒均带电，如淀粉、蛋白质胶体的胶粒不带电荷。

(3)“根据是否具有丁达尔现象将分散系分为溶液、胶体和浊液”这种说法是错误的。分散系的分类依据是微粒直径大小，而不是能否产生丁达尔现象。

[提升2]　某化学兴趣小组的同学按照下面的实验方法制备氢氧化铁胶体：首先取少量蒸馏水于洁净的烧杯中，用酒精灯加热至沸腾，向烧杯中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈透明的红褐色。

已知：FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。

(1)判断胶体制备是否成功，可利用胶体的________________________。

(2)在做制备氢氧化铁胶体的实验时，有些同学没有按要求进行，结果没有观察到胶体，请你预测其现象并分析原因：

①甲同学没有选用饱和氯化铁溶液，而是将稀氯化铁溶液滴入沸水中，结果没有观察到红褐色液体，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②乙同学在实验中没有使用蒸馏水，而是用自来水，结果生成红褐色沉淀，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液后，长时间加热，结果生成红褐色沉淀，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)丁同学按要求制备了Fe(OH)3胶体，但是他又向Fe(OH)3胶体中逐滴加入了稀H2SO4，结果出现了一系列变化。

①先出现红褐色沉淀，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②随后沉淀溶解，此反应的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

状元随笔　Fe(OH)3胶体制备应注意的几个问题

(1)不能用自来水，应用蒸馏水，自来水中有HCl等会使胶体发生聚沉。

(2)饱和FeCl3溶液不能过量，过量的FeCl3也能使胶体发生聚沉。

(3)加热至液体变为红褐色为止，不能加热过度或长时间加热，因加热过度会使胶粒运动加快，发生聚沉。

(4)实验中不能搅拌，以免胶体聚沉。

(5)书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时，在Fe(OH)3后标记为“胶体”而不是“↓”(沉淀)。

关键能力

1.Fe(OH)3胶体的制备

向20 mL煮沸的蒸馏水中滴加1～2 mL FeCl3饱和溶液，继续煮沸，得红褐色的Fe(OH)3胶体后立即停止加热。

FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl

注意：化学方程式不用“⇌”和“↓”等符号，不能过度加热，以免Fe(OH)3胶体发生聚沉。

2．胶体的分离和提纯

(1)胶体与悬浊液的分离。

胶体微粒可以透过滤纸而悬浊液中的分散质粒子不能透过滤纸，因此可用过滤的方法分离。

(2)胶体的净化。

胶体微粒不能透过半透膜而小分子、离子能够透过半透膜，因此可用渗析的方法净化胶体。如除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3：将混合物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。

状元随笔　渗析是根据胶粒大小特征和半透膜的性能而采用的特殊方法。可将混在胶体中的离子或某些小分子除去，净化胶体。

1．朱自清在《荷塘月色》中写道：“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔了树照过来的，高处丛生的灌木，落下参差的斑驳的黑影。”在这段美文中包含的化学知识正确的是(　　)

A．荷塘上方的薄雾是水蒸气

B．月光通过薄雾产生了丁达尔现象

C．薄雾中的微粒直径大约是2.5 pm

D．“大漠孤烟直”中的孤烟成分和这种薄雾的成分相同

2．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是(　　)

A．明矾与水反应生成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

B．江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关

C．水泥厂、冶金厂用高压电作用于气溶胶以除去烟尘，利用了电泳原理

D．当可见光束通过鸡蛋清水溶液时，不能观察到丁达尔现象

3．下列有关Fe(OH)3胶体的制备、提纯和性质的实验中，正确的是(　　)

4．我们常用“往伤口上撒盐”来比喻某些人乘人之危的行为，其实从化学的角度来说，“往伤口上撒盐”的做法并无不妥，甚至可以说并不是害人而是救人。那么，这种做法的化学原理是(　　)

A．胶体的丁达尔效应

B．血液的氧化还原反应

C．血液中发生复分解反应

D．胶体的聚沉

5．淀粉溶液是一种胶体，已知淀粉遇碘变蓝色。现将淀粉溶液和稀Na2SO4溶液混合装在半透膜袋中，并将该半透膜袋浸泡在盛有蒸馏水烧杯中。一段时间后，取适量烧杯中的液体进行实验，下列操作现象能证明半透膜完好无损的是(　　)

A．加入BaCl2溶液产生白色沉淀

B．加入碘水不变蓝

C．用一束平行光照射烧杯中的液体，可观察到一条光亮的“通路”

D．加入碘水变蓝色

6．从下列选项中选择正确的答案，将其字母填到横线上。

a．丁达尔现象　b．聚沉　c．电泳　d．渗析

(1)一束可见光照射鸡蛋清蛋白溶液，可从入射光侧面看到光亮的“通路”，这种现象称为________。

(2)做实验时，手指不慎被玻璃划破，可从急救箱中取出氯化铁溶液应急止血，其原理是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)肾衰竭等疾病引起的血液中毒，可用血液透析进行治疗的原理是________。

(4)在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的问题。解决方法：把这些陶土和水一起搅拌，使其分散质微粒直径介于1～100 nm，然后插入两个电极，接通直流电源，这时与直流电源正极相连的一极聚集陶土，阴极聚集氧化铁，其原理是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

第2课时　胶体

学 业 基 础

一、

一种(或几种)物质　另一种物质里　分散成粒子　分散其他物质　1 nm　1～100 nm　100 nm

二、

1．1～100 nm

2．固溶胶　液溶胶　气溶胶

3．可见光束　胶体　溶液　沉淀　可溶性酸、碱、盐　与胶粒带相反电荷的胶体　加热或搅拌

4．半透膜

[即学即练]

1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√

2．解析：胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子直径介于1～100 nm，溶液的粒子直径小于1 nm，浊液的粒子直径大于100 nm，故选C。

答案：C

3．解析：鸡蛋清溶液是胶体，能产生丁达尔效应，故①不符合题意；水是纯净物，不属于分散系，故②不符合题意；稀豆浆是胶体，能产生丁达尔效应，故③不符合题意；蔗糖溶液不是胶体，不能产生丁达尔效应，故④符合题意；硫酸铜溶液不是胶体，不能产生丁达尔效应，故⑤符合题意；云属于气溶胶，能产生丁达尔效应，故⑥不符合题意；淀粉溶液是胶体，能产生丁达尔效应，故⑦不符合题意；肥皂水是胶体，能产生丁达尔效应，故⑧不符合题意。

答案：C

4．解析：纳米碳的直径介于1～100 nm，将其均匀地分散到蒸馏水中形成胶体，胶体不能透过半透膜，能透过滤纸，能产生丁达尔效应，属于介稳体系，静置后，不会析出黑色沉淀。

答案：A

5．解析：胶体具有丁达尔效应，溶液不具备，故A正确；豆浆属于胶体，加入一些盐可以使胶体聚沉，故B正确；溶液可以通过半透膜，胶体不能透过，可以用渗析的方法分离胶体和溶液，故C正确；分散系属于混合物，纯水属于纯净物，故D错误。

答案：D

6．解析：FeCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，发生复分解反应生成氢氧化铁沉淀，与胶体性质无关，故A错误；血液属于胶体，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应用了胶体聚沉的原理，故B正确；清晨，在茂密的树林，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱，属于胶体的丁达尔效应，故C正确；血液透析与胶体知识有关，故D正确。

答案：A

核 心 素 养

[例1]　解析：根据分散质粒子直径大小来分类，把分散系分为溶液(小于1 nm)、胶体(1～100 nm)、浊液(大于100 nm)，所以溶液、胶体和浊液这三种分散系的本质区别是分散质粒子直径大小不同，故A错误；云、雾等是自然界普遍存在的胶体，有色玻璃是一种固溶胶，故B正确；根据胶体的定义可知，胶体分散质粒子直径介于1～100 nm，故C正确；Fe(OH)3胶粒具有较大的比表面积，能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降，达到净水目的，故D正确。

答案：A

[提升1]　解析：①烟尘属于胶体，直流电除尘是利用了胶体的电泳性质；②植物油倒入水中用力搅拌形成乳浊液，不是胶体；③蛋白质溶液属于胶体，具有丁达尔效应；④氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸，先发生胶体的聚沉，随后H2SO4和Fe(OH)3反应，沉淀溶解；⑤血液属于胶体，透析利用的是胶体的渗析；⑥氯化铁溶液和小苏打溶液反应生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体，与胶体性质无关；⑦墨水属于胶体，不同的墨水中胶体粒子可能带有不同的电荷，混合后可能发生聚沉。故与胶体性质有关的是①③④⑤⑦，D正确。

答案：D

[例2]　解析：(1)实验室制备氢氧化铁胶体是在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，当溶液变为红褐色时立即停止加热，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl，因此操作正确的同学是丙。

(2)胶体能产生丁达尔现象，当用激光笔照射时，会有一条光亮的“通路”。因此要证明制得的红褐色液体属于胶体，最简单的实验操作是用激光笔照射，有一条明亮的光路，则有胶体生成。

(3)①Fe(OH)3胶粒带正电，通电时带正电荷的粒子向阴极移动，因此阴极附近的颜色逐渐变深；②胶体遇电解质溶液会发生聚沉，因此向其中加入饱和Na2SO4溶液，现象是有红褐色沉淀生成；③向氢氧化铁胶体中逐滴加入过量硫酸溶液，硫酸解离出的阴离子使〖Fe(OH)_〖3〗〗胶体发生聚沉，而解离出的氢离子使Fe(OH)3沉淀溶解，会观察到先出现红褐色沉淀、而后沉淀消失的现象，反应的化学方程式为2Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O。④由于胶体粒子不能透过半透膜，溶液中溶质粒子可以透过半透膜，因此欲除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl，所用主要物品是半透膜，该操作名称是渗析。

答案：(1)丙　FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl

(2)用激光笔照射，有一条光亮的“通路”，则有胶体生成

(3)①正　②生成红褐色的沉淀　③加电解质胶体聚沉

2Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O　④半透膜　渗析

[提升2]　解析：(1)胶体具有丁达尔效应，可利用此性质来证明产生了胶体。当用激光笔照射时，会有一条光亮的“通路”。(2)①将稀氯化铁溶液滴入沸水中，FeCl3溶液太稀，生成的Fe(OH)3胶体太少，故没有观察到红褐色液体；②自来水生产时需向水中通入氯气，氯气遇水会产生HClO和HCl，二者均为电解质，能使Fe(OH)3胶粒聚集成较大的颗粒而形成红褐色沉淀；③制备氢氧化铁胶体时，当液体呈透明的红褐色时应停止加热，否则生成的胶体在加热条件下会发生聚沉，形成红褐色沉淀。(3)①电解质H2SO4使Fe(OH)3胶体发生聚沉，生成红褐色沉淀；②氢氧化铁胶体聚沉后会产生氢氧化铁沉淀，继续加入硫酸，会发生酸碱中和反应，生成硫酸铁和水，此反应的化学方程式为2Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O。

答案：(1)丁达尔效应

(2)①FeCl3溶液太稀，生成的Fe(OH)3胶体太少

②自来水中含有电解质，胶体发生聚沉

③长时间加热使胶体发生聚沉

(3)①电解质H2SO4使Fe(OH)3胶体发生聚沉而产生沉淀　②2 Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O

学考评价

1．解析：荷塘上方的薄雾是空气中的小液滴，不是水蒸气，属于胶体，胶体中的分散质微粒的直径介于1～100 nm，可以产生丁达尔现象，故A、C项错误、B项正确；“大漠孤烟直”中的孤烟是固体小颗粒，与这种薄雾的成分不同，D项错误。

答案：B

2．解析：明矾净水的原理是铝离子与水反应生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，故A正确；江河入海口三角洲的形成与胶体的聚沉性质有关，故B正确；烟尘是气溶胶，胶体的分散质微粒在电场中发生定向移动，利用了电泳原理，故C正确；鸡蛋清水溶液是胶体，能产生丁达尔现象，故D错误。

答案：D

3．解析：将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀，若想得到胶体，需将FeCl3饱和溶液逐滴滴入沸水中，故A错误；溶液中的离子可以透过半透膜，而胶体的分散质微粒不能，故可以用渗析的方法来分离胶体和溶液，故B正确；可见光束通过胶体时会出现一条光亮的“通路”，进入烧杯前，可见光束穿过的空气不是胶体，不能形成光亮的“通路”，故C错误；氢氧化铁胶体的分散质微粒带正电，故通电时氢氧化铁胶体的分散质微粒会向与直流电源负极相连的一极移动，故D错误。

答案：B

4．解析：血液是胶体，其分散质微粒带有电荷，往伤口上撒盐会使血液发生聚沉而止血。

答案：D

5．解析：加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明烧杯内的溶液中含有，离子能透过半透膜的空隙，但没有检测淀粉是否存在，A项不能证明半透膜是否破损；加入碘水不变蓝，说明烧杯内的溶液中不含淀粉，半透膜完好无损；用一束平行光照射烧杯中的液体，观察到一条光亮的“通路”，说明烧杯内的溶液中含有淀粉，半透膜破损；加入碘水变蓝色说明烧杯内的溶液中含有淀粉，半透膜破损。

答案：B

6．解析：(1)因为鸡蛋清蛋白溶液属于胶体，所以一束可见光照射时会产生丁达尔现象。

(2)血液属于胶体，氯化铁溶液应急止血利用了胶体的聚沉。

(3)血液中毒是人体产生的“有毒”物质不能及时排出体外，血液透析法是利用胶体的渗析原理“净化”血液。

(4)氧化铁胶体的分散质微粒带正电荷，陶土胶体的分散质微粒带负电荷，当插入电极并接通直流电源时，氧化铁胶体的分散质微粒向与直流电源负极相连的一极移动，陶土胶体的分散质微粒向与直流电源正极相连的一极移动。

答案：(1)a　(2)b　(3)d　(4)c