胶体的性质与应用

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1、胶体的性质与应用胶体的性质与应用河北省宣化县第一中学 栾春武一、胶体的性质不同分散系分散质粒子的大小不同，胶体微粒分散质的直径 （1100nm）在溶液（VI nm）和浊液（100nm）之间，利用丁达尔效应可区分溶液和胶体。胶体之所以能够稳定存在，其主要原因是同种胶体粒子带同 种电荷，胶粒相互排斥，胶粒间无法聚集成大颗粒沉淀从分 散剂中析出。次要原因是胶粒小质量轻，不停地作布朗运动， 能克服重力引起的沉降作用。一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷，如Fe（OH）3胶体、A1（OH）3胶体、AgX胶体（AgNO3过量） 等；非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷，如硅 酸胶体、

2、土壤胶体、 As2S3 胶体等。胶体粒子可以带电荷， 但整个胶体一定呈电中性。胶粒是否带电荷，这取决于胶粒 本身的性质，如可溶性淀粉溶于热水制成胶体，具有胶体的 性质，但胶体中的分散质为高分子化合物的单个分子，不带 有电荷，因而也无电泳现象。胶体聚沉的方法有：加电解质溶液；加与胶粒带相反电 荷的另一种胶体；长时间加热等。胶体有广泛的应用：可以改进材料的机械性能或光学性能， 如有色玻璃；在医学上可以诊疗疾病，如血液透析；农业上 用作土壤的保肥；在日常生活中的明矾净水、制豆腐；还可 以解释一些自然现象如：江河入海口易形成三角洲等。胶体的聚沉与蛋白质的盐析：胶体的聚沉是指胶体在适当的 条件下，（破坏

3、胶体稳定的因素）聚集成较大颗粒而沉降下 来，它是憎液胶体的性质，即胶体的凝聚是不可逆的。盐析 是指高分子溶液（即亲液胶体）中加入浓的无机轻金属盐使 高分子从溶液中析出的过程，它是高分子溶液或普通溶液的 性质，盐析是因为加入较多量的盐会破坏溶解在水里的高分 子周围的水膜，减弱高分子与分散剂间的相互作用，使高分 子溶解度减小而析出。发生盐析的分散质都是易容的，所以 盐析是可逆的。由此可见胶体的聚沉与蛋白质的盐析有着本 质的区别。二、例题分析【例题1】已知有三种溶液：FeC13的溶液、Na2SiO3溶液、 盐酸，现有下列说法：将FeCl3滴入冷水中，边滴边振荡, 便可得FeCl3胶体；在稀盐酸中滴加

4、硅酸钠可制的胶体， 胶体粒子直径大小在1100nm之间；用光照射硅酸胶体时，胶体粒子会使光发生散 射；FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体都能透过滤纸；胶体、 溶液和浊液属于不同的分散系，其中胶体最稳定；常温下, pH = 2的FeCl3的溶液和pH = 2的盐酸中由水电离出的氢离 子浓度之比为 1010: 1，其中正确的是A. B. C.D.解析：制备Fe(OH)3胶体是将FeCl3的浓溶液(或饱和FeCl3 溶液)滴入沸水中，错误；胶体粒子直径大小介于1100 nm之间，正确；丁达尔效应是胶体具有的性质之一，是 由于胶体粒子使光发生散射形成的，是鉴别溶液和胶体的一 种常用物理方法，正确；溶液

5、和胶体都能透过滤纸，正 确；溶液是最稳定的分散系，错误；强酸弱碱盐溶液中水电离出的氢离子的浓度等于溶液中氢离子的浓度，酸溶液中 水电离出的氢离子浓度等于溶液中的氢氧根离子的浓度，分 别为102、1012；正确。答案：C点拨：胶体考查的重点是与常见分散系的比较与判断，以及 胶体的概念、制备和性质，常将胶体的基础知识与科技、生 活、生产相结合进行命题。胶体在高考题中并不常见，有时 会出现在选择题的某个选项中。复习时注意识记胶体的概 念、性质，注意与其它分散系的联系与区别。【例题 2】下列关于溶液和胶体的叙述，正确的是A.溶液是电中性的，胶体是带电的B通电时，溶液中的溶质粒子分别向两极移动，胶体中的

6、分散质粒子向某一极移动C.溶液中溶质粒子的运动有规律，胶体中分散质粒子的运动无规律，即布朗运动D一束光线分别通过溶液和胶体时，后者会出现明显的光 带，前者则没有解析：胶体本身是不带电，只是其表面积较大，吸附了溶液 中的离子而带了电荷，故A项错；溶液中的溶质，要看能否 电离，若是非电解质，则不导电，也即不会移动， B 项错； 溶液中溶质粒子没有规律， C 项错；丁达尔效应可以用来区 分溶液和胶体， D 项正确。答案：D【例题 3】下列实验操作或叙述正确的是A.不能用丁达尔现象区别FeC13溶液和Fe(OH)3胶体B欲制备Fe(OH)3胶体，将饱和FeCl3溶液加热煮沸C.利用渗析法可以分离除去淀

7、粉溶液中的Na+和 ClD.称取10 gCuSO4 5H2O晶体溶解在40g 水中既得质量分数为 20的 CuSO4 溶液解析：胶体具有丁达尔效应，而溶液不具有，即可用丁达尔 效应区分胶体和溶液；制备Fe(OH)3胶体，应将FeC13的饱 和溶液逐滴加入沸水中并加热煮沸而得到；胶体微粒不能通 过半透膜，而小分子和离子可以通过半透膜，即利用渗析法 可以分离提纯胶体；D项溶液中溶质的质量分数为：X100% =12.8%答案： C点拨：正确把握胶体、溶液等分散系的概念以及其性质是解 决该题的关键。如胶体和溶液都是均匀稳定的混合物；溶液 能通过半透膜，胶体粒子可以通过滤纸，而不能通过半透膜， 浊液不能

8、通过滤纸和半透膜；胶体具有丁达尔效应，而溶液 不具有；分离提纯胶体可以利用渗析法等。【例题 4】“纳米材料”(1nm = 10 9m )是当今材料科学研究的前沿，其研究领域 及成果广泛应用于催化及军事科学中。“纳米材料”是指研 究开发直径为几纳米至几十纳米的材料，如将“纳米材料” 分散到液体分散剂中，对所得分散系的叙述正确的是一定是溶液 能全部通过半透膜有丁达尔现象 可以全部通过滤纸A BCD解析：根据题给信息，“纳米材料”指的是直径为几纳米至 几十纳米的材料，故“纳米材料”分散到液体分散剂中，所 得的分散系是胶体，应具有胶体的性质，如丁达尔效应，粒 子可以通过滤纸，但不能通过半透膜等。答案：

9、D点拨：解答该题关键是理解题给信息，获得相关知识，并迁 移到胶体的相关性质来分析作答。掌握了胶体的性质就能顺 利解决该题。【例题 5】已知土壤胶体粒子带负电，在土壤中施加含氮质 量相同的下列化肥，肥效最差的是A (NH4)2SO4BNH4HCO3CNH4NO3DNH4Cl解析：土壤胶体粒子带负电，所以容易吸附阳离子，如果氮 元素全部在阳离子中肥效就不会丢失。硝酸铵中有一部分氮 元素在阴离子硝酸根中，而其它三个答案的氮元素全都在阳 离子铵根中，故 C 答案肥效最差。答案：C点拨：本题考查里胶体具有介稳性的原因及其应用。只有对 其原理理解透彻，才能作出正确选择。胶体粒子可以通过吸 附而带电荷，因此

10、胶粒可以吸附异性电荷。【例题 6】某种胶体在电泳时，它的粒子向阴极移动。在这胶体中分别加入下列物质：蔗糖溶液硫酸镁溶液硅酸胶体氢氧化铁胶体，不会发生凝聚的是A.B.C.D.解析：该胶体在电泳时，它的粒子向阴极移动，说明它带正 电荷，蔗糖属于非电解质，硫酸镁属于电解质，硅酸胶体粒 子带负电荷，氢氧化铁胶体粒子带正电荷。答案： B【例题 7】在 Fe（OH）3 溶胶溶液中，逐滴加入 HI 稀溶液，会 出现一系列变化。（1）先出现红褐色沉淀，原因是 （2）随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式（3）最后溶液颜色加深，原因是写出此反应的离子方程式（4）用稀盐酸代替HI稀溶液，能出现上述哪些相

11、同的变化 现象（写序号）解析：HI既有酸性又有强还原性，I能使Fe（OH）3胶粒聚 沉，H+能使其溶解，生成Fe3+又能氧化I成12；而稀盐酸 中的C1不能还原Fe3+，只能使其先聚沉后再溶解，导致 现象不同。解答此题时不要仅把 HI 当作“电解质”，也不要 仅把HI当作酸，更不能忽略I的还原性。特别是在非填空 型问答题中，由于没有像本题一样分层次设问，而是仅问： 会发生哪些变化？为什么？这样极易以偏概全。答案：(1) HI是电解质，电解质能使胶体聚沉。( 2) Fe(OH)3 + 3 H+ = Fe3+ + 3H2O( 3)有 I2 生成， 2 Fe3+ + 2 I = 2 Fe2+ +I2

12、( 4 )( 1 )( 2 )。【练习 1】下列叙述正确的是A .直径介于 1nm100 nm之间的微粒称为胶体B .电泳现象可证明胶体属电解质溶液C .利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体D .胶体粒子很小，可以透过半透膜解析：胶体是指分散质粒子直径在lnm100nm之间的分散 系；部分胶体粒子带有电荷，能在外加电场下发生定向移动， 即电泳，而有的胶体的胶粒因为不带电所以不发生电泳；丁 达尔现象是胶体的重要特征，可用来区别溶液和胶体；胶体 粒子可以透过滤纸，但不能透过半透膜。答案： C【练习 2】将某溶液逐滴加入 Fe(OH)3 溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀溶解，该溶液是A.2 mol

13、 L1H2SO4 溶液 B.2mol LINaOH 溶液 C.2mol L1MgSO4溶液D.硅酸溶胶解析：H2SO4、NaOH、MgSO4均属电解质，都能使Fe(OH)3溶胶产生沉淀，硅酸溶胶带负电荷能使其聚沉，但 2mol L1H2SO4溶液还能和Fe(OH)3发生中和反应。答案：A【练习 3】中学化学中几种常见物质的转化关系如下将 D 溶液滴入沸水中可得到以 F 为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题：(1) 红褐色胶体中 F 粒子直径大小的范围： .(2) A、 B、 H 的化学式： A、 B、 H.(3)H2O2分子的电子式： 写出 C 的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式(4)写出鉴定

14、E中阳离子的实验方法和现象(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2,恰好使C转化为F,写出该反应的离子方程式解析：A能和稀H2SO4反应，是一种活泼金属；F为红褐色胶体，可确定为Fe(OH)3,则A为Fe。进一步确定B为FeS、C 为 FeSO4、D 为 Fe2(SO4)3、E 为(NH4)2SO4答案：(1) 1 nm 100nm，( 2) FeFeSH2SO4 (稀)(3) HH, 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ +2H2O(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝。（或其他合理答案）(5)4Fe2+ +4Na2O2 + 6H2O = 4 Fe(OH)3 ； + O2 f +8Na+