高三化學(xué)教案：《膠體的性質(zhì)和應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　不同分散系分散質(zhì)粒子的大小不同，膠體微粒分散質(zhì)的直徑(1—100nm)在溶液(<1nm)和濁液(>100nm)之間，利用丁達(dá)爾效應(yīng)可區(qū)分溶液和膠體。

　　膠體之所以能夠穩(wěn)定存在，其主要原因是同種膠體粒子帶同種電荷，膠粒相互排斥，膠粒間無(wú)法聚集成大顆粒沉淀從分散劑中析出。次要原因是膠粒小質(zhì)量輕，不停地作布朗運(yùn)動(dòng)，能克服重力引起的沉降作用。

　　一般來(lái)說(shuō)，金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體粒子帶正電荷，如Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、AgX膠體(AgNO3過(guò)量)等;非金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負(fù)電荷，如硅酸膠體、土壤膠體、As2S3膠體等。膠體粒子可以帶電荷，但整個(gè)膠體一定呈電中性。膠粒是否帶電荷，這取決于膠粒本身的性質(zhì)，如可溶性淀粉溶于熱水制成膠體，具有膠體的性質(zhì)，但膠體中的分散質(zhì)為高分子化合物的單個(gè)分子，不帶有電荷，因而也無(wú)電泳現(xiàn)象。

　　膠體聚沉的方法有：①加電解質(zhì)溶液;②加與膠粒帶相反電荷的另一種膠體;③長(zhǎng)時(shí)間加熱等。

　　膠體有廣泛的應(yīng)用：可以改進(jìn)材料的機(jī)械性能或光學(xué)性能，如有色玻璃;在醫(yī)學(xué)上可以診療疾病，如血液透析;農(nóng)業(yè)上用作土壤的保肥;在日常生活中的明礬凈水、制豆腐;還可以解釋一些自然現(xiàn)象如：江河入�？谝仔纬扇�角洲等。

　　膠體的聚沉與蛋白質(zhì)的鹽析：膠體的聚沉是指膠體在適當(dāng)?shù)臈l件下，(破壞膠體穩(wěn)定的因素)聚集成較大顆粒而沉降下來(lái)，它是憎液膠體的性質(zhì)，即膠體的凝聚是不可逆的。鹽析是指高分子溶液(即親液膠體)中加入濃的無(wú)機(jī)輕金屬鹽使高分子從溶液中析出的過(guò)程，它是高分子溶液或普通溶液的性質(zhì)，鹽析是因?yàn)榧尤胼^多量的鹽會(huì)破壞溶解在水里的高分子周圍的水膜，減弱高分子與分散劑間的相互作用，使高分子溶解度減小而析出。發(fā)生鹽析的分散質(zhì)都是易容的，所以鹽析是可逆的。由此可見(jiàn)膠體的聚沉與蛋白質(zhì)的鹽析有著本質(zhì)的區(qū)別。

　　二、例題分析

　　【例題1】已知有三種溶液：FeCl3的溶液、Na2SiO3溶液、鹽酸，現(xiàn)有下列說(shuō)法：①將FeCl3滴入冷水中，邊滴邊振蕩，便可得FeCl3膠體;②在稀鹽酸中滴加硅酸鈉可制的膠體，膠體粒子直徑大小在1～100nm之間;③用光照射硅酸膠體時(shí)，膠體粒子會(huì)使光發(fā)生散射;④FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體都能透過(guò)濾紙;⑤膠體、溶液和濁液屬于不同的分散系，其中膠體最穩(wěn)定;⑥常溫下，pH=2的FeCl3的溶液和pH=2的鹽酸中由水電離出的氫離子濃度之比為1010:1，其中正確的是

　　A.①④⑥B.②③⑤C.②③④⑥D(zhuǎn).①②③④⑤⑥

　　解析：制備Fe(OH)3膠體是將FeCl3的濃溶液(或飽和FeCl3溶液)滴入沸水中，①錯(cuò)誤;膠體粒子直徑大小介于1～100nm之間，②正確;丁達(dá)爾效應(yīng)是膠體具有的性質(zhì)之一，是由于膠體粒子使光發(fā)生散射形成的，是鑒別溶液和膠體的一種常用物理方法，③正確;溶液和膠體都能透過(guò)濾紙，④正確;溶液是最穩(wěn)定的分散系，⑤錯(cuò)誤;強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中水電離出的氫離子的濃度等于溶液中氫離子的濃度，酸溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中的氫氧根離子的濃度，分別為10-2、10-12;⑥正確。

　　答案：C

　　點(diǎn)撥：膠體考查的重點(diǎn)是與常見(jiàn)分散系的比較與判斷，以及膠體的概念、制備和性質(zhì)，常將膠體的基礎(chǔ)知識(shí)與科技、生活、生產(chǎn)相結(jié)合進(jìn)行命題。膠體在高考題中并不常見(jiàn)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在選擇題的某個(gè)選項(xiàng)中。復(fù)習(xí)時(shí)注意識(shí)記膠體的概念、性質(zhì)，注意與其它分散系的聯(lián)系與區(qū)別。

　　【例題2】下列關(guān)于溶液和膠體的敘述，正確的是

　　A.溶液是電中性的，膠體是帶電的

　　B.通電時(shí)，溶液中的溶質(zhì)粒子分別向兩極移動(dòng)，膠體中的分散質(zhì)粒子向某一極移動(dòng)

　　C.溶液中溶質(zhì)粒子的運(yùn)動(dòng)有規(guī)律，膠體中分散質(zhì)粒子的運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)律，即布朗運(yùn)動(dòng)

　　D.一束光線分別通過(guò)溶液和膠體時(shí)，后者會(huì)出現(xiàn)明顯的光帶，前者則沒(méi)有

　　解析：膠體本身是不帶電，只是其表面積較大，吸附了溶液中的離子而帶了電荷，故A項(xiàng)錯(cuò);溶液中的溶質(zhì)，要看能否電離，若是非電解質(zhì)，則不導(dǎo)電，也即不會(huì)移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò);溶液中溶質(zhì)粒子沒(méi)有規(guī)律，C項(xiàng)錯(cuò);丁達(dá)爾效應(yīng)可以用來(lái)區(qū)分溶液和膠體，D項(xiàng)正確。

　　答案：D

　　【例題3】下列實(shí)驗(yàn)操作或敘述正確的是

　　A.不能用丁達(dá)爾現(xiàn)象區(qū)別FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體

　　B.欲制備Fe(OH)3膠體，將飽和FeCl3溶液加熱煮沸

　　C.利用滲析法可以分離除去淀粉溶液中的Na+和Cl-

　　D.稱取10gCuSO4·5H2O晶體溶解在40g水中既得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的CuSO4溶液

　　解析：膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，而溶液不具有，即可用丁達(dá)爾效應(yīng)區(qū)分膠體和溶液;制備Fe(OH)3膠體，應(yīng)將FeCl3的飽和溶液逐滴加入沸水中并加熱煮沸而得到;膠體微粒不能通過(guò)半透膜，而小分子和離子可以通過(guò)半透膜，即利用滲析法可以分離提純膠體;D項(xiàng)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=12.8%

　　答案：C

　　點(diǎn)撥：正確把握膠體、溶液等分散系的概念以及其性質(zhì)是解決該題的關(guān)鍵。如膠體和溶液都是均勻穩(wěn)定的混合物;溶液能通過(guò)半透膜，膠體粒子可以通過(guò)濾紙，而不能通過(guò)半透膜，濁液不能通過(guò)濾紙和半透膜;膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，而溶液不具有;分離提純膠體可以利用滲析法等。

　　【例題4】“納米材料”(1nm=10-9m)是當(dāng)今材料科學(xué)研究的前沿，其研究領(lǐng)域及成果廣泛應(yīng)用于催化及軍事科學(xué)中。“納米材料”是指研究開(kāi)發(fā)直徑為幾納米至幾十納米的材料，如將“納米材料”分散到液體分散劑中，對(duì)所得分散系的敘述正確的是

　�、僖欢ㄊ侨芤孩谀苋�部通過(guò)半透膜③有丁達(dá)爾現(xiàn)象④可以全部通過(guò)濾紙

　　A.①②B.②③C.①④D.③④

　　解析：根據(jù)題給信息，“納米材料”指的是直徑為幾納米至幾十納米的材料，故“納米材料”分散到液體分散劑中，所得的分散系是膠體，應(yīng)具有膠體的性質(zhì)，如丁達(dá)爾效應(yīng)，粒子可以通過(guò)濾紙，但不能通過(guò)半透膜等。

　　答案：D

　　點(diǎn)撥：解答該題關(guān)鍵是理解題給信息，獲得相關(guān)知識(shí)，并遷移到膠體的相關(guān)性質(zhì)來(lái)分析作答。掌握了膠體的性質(zhì)就能順利解決該題。

　　【例題5】已知土壤膠體粒子帶負(fù)電，在土壤中施加含氮質(zhì)量相同的下列化肥，肥效最差的是

　　A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3C.NH4NO3D.NH4Cl

　　解析：土壤膠體粒子帶負(fù)電，所以容易吸附陽(yáng)離子，如果氮元素全部在陽(yáng)離子中肥效就不會(huì)丟失。硝酸銨中有一部分氮元素在陰離子硝酸根中，而其它三個(gè)答案的氮元素全都在陽(yáng)離子銨根中，故C答案肥效最差。

　　答案：C

　　點(diǎn)撥：本題考查里膠體具有介穩(wěn)性的原因及其應(yīng)用。只有對(duì)其原理理解透徹，才能作出正確選擇。膠體粒子可以通過(guò)吸附而帶電荷，因此膠�？梢晕�附異性電荷。

　　【例題6】某種膠體在電泳時(shí)，它的粒子向陰極移動(dòng)。在這膠體中分別加入下列物質(zhì)：①蔗糖溶液②硫酸鎂溶液③硅酸膠體④氫氧化鐵膠體，不會(huì)發(fā)生凝聚的是

　　A.①③B.①④C.②③D.③④

　　解析：該膠體在電泳時(shí)，它的粒子向陰極移動(dòng)，說(shuō)明它帶正電荷，蔗糖屬于非電解質(zhì)，硫酸鎂屬于電解質(zhì)，硅酸膠體粒子帶負(fù)電荷，氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷。

　　答案：B

　　【例題7】在Fe(OH)3溶膠溶液中，逐滴加入HI稀溶液，會(huì)出現(xiàn)一系列變化。

　　(1)先出現(xiàn)紅褐色沉淀，原因是___________________________________________

　　(2)隨后沉淀溶解，溶液呈黃色，寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式___________________

　　(3)最后溶液顏色加深，原因是___________________________________________

　　寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式_____________________________________________

　　(4)用稀鹽酸代替HI稀溶液，能出現(xiàn)上述哪些相同的變化現(xiàn)象_______(寫(xiě)序號(hào))

　　解析：HI既有酸性又有強(qiáng)還原性，I-能使Fe(OH)3膠粒聚沉，H+能使其溶解，生成Fe3+又能氧化I-成I2;而稀鹽酸中的Cl—不能還原Fe3+，只能使其先聚沉后再溶解，導(dǎo)致現(xiàn)象不同。解答此題時(shí)不要僅把HI當(dāng)作“電解質(zhì)”，也不要僅把HI當(dāng)作酸，更不能忽略I-的還原性。特別是在非填空型問(wèn)答題中，由于沒(méi)有像本題一樣分層次設(shè)問(wèn)，而是僅問(wèn)：會(huì)發(fā)生哪些變化?為什么?這樣極易以偏概全。

　　答案：(1)HI是電解質(zhì)，電解質(zhì)能使膠體聚沉。

　　(2)Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O

　　(3)有I2生成，2Fe3++2I-==2Fe2++I2

　　(4)(1)(2)。

　　【練習(xí)1】下列敘述正確的是

　　A.直徑介于1nm～100nm之間的微粒稱為膠體B.電泳現(xiàn)象可證明膠體屬電解質(zhì)溶液

　　C.利用丁達(dá)爾效應(yīng)可以區(qū)別溶液與膠體D.膠體粒子很小，可以透過(guò)半透膜

　　解析：膠體是指分散質(zhì)粒子直徑在1nm～100nm之間的分散系;部分膠體粒子帶有電荷，能在外加電場(chǎng)下發(fā)生定向移動(dòng)，即電泳，而有的膠體的膠粒因?yàn)椴粠щ娝�以不發(fā)生電泳;丁達(dá)爾現(xiàn)象是膠體的重要特征，可用來(lái)區(qū)別溶液和膠體;膠體粒子可以透過(guò)濾紙，但不能透過(guò)半透膜。

　　答案：C

　　【練習(xí)2】將某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶膠內(nèi)，開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)滴加時(shí)沉淀溶解，該溶液是

　　A.2mol·L-1H2SO4溶液B.2mol·L-1NaOH溶液C.2mol·L-1MgSO4溶液D.硅酸溶膠

　　解析：H2SO4、NaOH、MgSO4均屬電解質(zhì)，都能使Fe(OH)3溶膠產(chǎn)生沉淀，硅酸溶膠帶負(fù)電荷能使其聚沉，但2mol·L-1H2SO4溶液還能和Fe(OH)3發(fā)生中和反應(yīng)。