高三化學教案：《膠體的性質和應用》教學設計

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

　　膠體之所以能夠穩定存在，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量輕，不停地作布朗運動，能克服重力引起的沉降作用。

　　一般來說，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過量)等;非金屬氧化物、金屬硫化物的膠體粒子帶負電荷，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，如可溶性淀粉溶于熱水制成膠體，具有膠體的性質，但膠體中的分散質為高分子化合物的單個分子，不帶有電荷，因而也無電泳現象。

　　膠體聚沉的方法有：①加電解質溶液;②加與膠粒帶相反電荷的另一種膠體;③長時間加熱等。

　　膠體有廣泛的應用：可以改進材料的機械性能或光學性能，如有色玻璃;在醫學上可以診療疾病，如血液透析;農業上用作土壤的保肥;在日常生活中的明礬凈水、制豆腐;還可以解釋一些自然現象如：江河入海口易形成三角洲等。

　　膠體的聚沉與蛋白質的鹽析：膠體的聚沉是指膠體在適當的條件下，(破壞膠體穩定的因素)聚集成較大顆粒而沉降下來，它是憎液膠體的性質，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)中加入濃的無機輕金屬鹽使高分子從溶液中析出的過程，它是高分子溶液或普通溶液的性質，鹽析是因為加入較多量的鹽會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。發生鹽析的分散質都是易容的，所以鹽析是可逆的。由此可見膠體的聚沉與蛋白質的鹽析有著本質的區別。

　　二、例題分析

　　【例題1】已知有三種溶液：FeCl3的溶液、Na2SiO3溶液、鹽酸，現有下列說法：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，膠體粒子會使光發生散射;④FeCl3溶液和Fe(OH)3膠體都能透過濾紙;⑤膠體、溶液和濁液屬于不同的分散系，其中膠體最穩定;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.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錯誤;膠體粒子直徑大小介于1～100nm之間，②正確;丁達爾效應是膠體具有的性質之一，是由于膠體粒子使光發生散射形成的，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濾紙，④正確;溶液是最穩定的分散系，⑤錯誤;強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

　　點撥：膠體考查的重點是與常見分散系的比較與判斷，以及膠體的概念、制備和性質，常將膠體的基礎知識與科技、生活、生產相結合進行命題。膠體在高考題中并不常見，有時會出現在選擇題的某個選項中。復習時注意識記膠體的概念、性質，注意與其它分散系的聯系與區別。

　　【例題2】下列關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，溶液中的溶質粒子分別向兩極移動，膠體中的分散質粒子向某一極移動

　　C.溶液中溶質粒子的運動有規律，膠體中分散質粒子的運動無規律，即布朗運動

　　D.一束光線分別通過溶液和膠體時，后者會出現明顯的光帶，前者則沒有

　　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項錯;溶液中的溶質，要看能否電離，若是非電解質，則不導電，也即不會移動，B項錯;溶液中溶質粒子沒有規律，C項錯;丁達爾效應可以用來區分溶液和膠體，D項正確。

　　答案：D

　　【例題3】下列實驗操作或敘述正確的是

　　A.不能用丁達爾現象區別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水中既得質量分數為20%的CuSO4溶液

　　解析：膠體具有丁達爾效應，而溶液不具有，即可用丁達爾效應區分膠體和溶液;制備Fe(OH)3膠體，應將FeCl3的飽和溶液逐滴加入沸水中并加熱煮沸而得到;膠體微粒不能通過半透膜，而小分子和離子可以通過半透膜，即利用滲析法可以分離提純膠體;D項溶液中溶質的質量分數為：×100%=12.8%

　　答案：C

　　點撥：正確把握膠體、溶液等分散系的概念以及其性質是解決該題的關鍵。如膠體和溶液都是均勻穩定的混合物;溶液能通過半透膜，膠體粒子可以通過濾紙，而不能通過半透膜，濁液不能通過濾紙和半透膜;膠體具有丁達爾效應，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)是當今材料科學研究的前沿，其研究領域及成果廣泛應用于催化及軍事科學中。“納米材料”是指研究開發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，對所得分散系的敘述正確的是

　　①一定是溶液②能全部通過半透膜③有丁達爾現象④可以全部通過濾紙

　　A.①②B.②③C.①④D.③④

　　解析：根據題給信息，“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，應具有膠體的性質，如丁達爾效應，粒子可以通過濾紙，但不能通過半透膜等。

　　答案：D

　　點撥：解答該題關鍵是理解題給信息，獲得相關知識，并遷移到膠體的相關性質來分析作答。掌握了膠體的性質就能順利解決該題。

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

　　A.(NH4)2SO4B.NH4HCO3C.NH4NO3D.NH4Cl

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

　　答案：C

　　點撥：本題考查里膠體具有介穩性的原因及其應用。只有對其原理理解透徹，才能作出正確選擇。膠體粒子可以通過吸附而帶電荷，因此膠粒可以吸附異性電荷。

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

　　A.①③B.①④C.②③D.③④

　　解析：該膠體在電泳時，它的粒子向陰極移動，說明它帶正電荷，蔗糖屬于非電解質，硫酸鎂屬于電解質，硅酸膠體粒子帶負電荷，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，會出現一系列變化。

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

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

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

　　寫出此反應的離子方程式_____________________________________________

　　(4)用稀鹽酸代替HI稀溶液，能出現上述哪些相同的變化現象_______(寫序號)

　　解析：HI既有酸性又有強還原性，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，導致現象不同。解答此題時不要僅把HI當作“電解質”，也不要僅把HI當作酸，更不能忽略I-的還原性。特別是在非填空型問答題中，由于沒有像本題一樣分層次設問，而是僅問：會發生哪些變化?為什么?這樣極易以偏概全。

　　答案：(1)HI是電解質，電解質能使膠體聚沉。

　　(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.電泳現象可證明膠體屬電解質溶液

　　C.利用丁達爾效應可以區別溶液與膠體D.膠體粒子很小，可以透過半透膜

　　解析：膠體是指分散質粒子直徑在1nm～100nm之間的分散系;部分膠體粒子帶有電荷，能在外加電場下發生定向移動，即電泳，而有的膠體的膠粒因為不帶電所以不發生電泳;丁達爾現象是膠體的重要特征，可用來區別溶液和膠體;膠體粒子可以透過濾紙，但不能透過半透膜。

　　答案：C

　　【練習2】將某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶膠內，開始時產生沉淀，繼續滴加時沉淀溶解，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，都能使Fe(OH)3溶膠產生沉淀，硅酸溶膠帶負電荷能使其聚沉，但2mol·L-1H2SO4溶液還能和Fe(OH)3發生中和反應。