「分散系、膠體」的考點歸類和規律總結

2020-12-27 初中化學大師

「分散系、膠體」知識是聯繫義務教育階段化學和高中化學的一個橋梁,對培養同學們學科思想、學習興趣,以及探究能力有著重要的意義。這一部分內容同樣也是各級各類考試中常涉及的考點,現就常見的考點舉例分析。

考點一:分散系的概念及分類

例1 下列有關分散系的說法正確的是( )。

A.溶液和膠體的本質區別是能否發生丁達爾效應

B.以水為分散劑的分散系,按穩定性由弱至強的順序是:濁液、膠體、溶液

C.一種分散系裡只能有一種分散質

D.分散系中分散質粒子直徑由大到小的順序是:溶液、濁液、膠體

丁達爾效應是膠體特有的性質,溶液和膠體的本質區別是分散質粒子大小的不同,故A 項錯誤。濁液屬於不穩定體系,膠體屬於介穩體系,溶液屬於穩定體系,所以以水為分散劑的分散系,按穩定性由弱至強的順序是濁液、膠體、溶液,故B項正確。一種(或多種)物質分散在另一種(或多種)物質中所形成的體系稱為分散體系,則一種分散系裡可以有多種分散質,故C項錯誤。溶液中分散質微粒直徑小於1nm,膠體分散質微粒直徑介於1nm~100nm之間,濁液分散質微粒直徑大於100nm,則分散系中分散質粒子直徑由大到小的順序是濁液、膠體、溶液,故D 項錯誤。

答案:B

知識連結:常見分散系的對比(見表1)。

考點二:膠體的性質及應用

例2 下列說法正確的個數有( )。

①鹽滷點豆腐、江河入海口處「三角洲」的形成、高壓直流除煙塵均與膠體的性質有關

②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

③氫氧化鐵膠體能穩定存在的主要原因是膠體粒子做布朗運動

④做氫氧化鐵膠體電泳實驗時,陰極周圍紅褐色加深,說明氫氧化鐵膠體帶正電

⑤向FeCl3 溶液中滴加NaOH 溶液,可製得Fe(OH)3 膠體

⑥1molFeCl3 與水完全反應生成氫氧化鐵膠體粒子數約為NA 個

⑦澱粉溶液和蛋白質溶液是溶液,不可能是膠體

A.1個 B.2個

C.3個 D.4個

豆漿、河水和煙塵均為膠體,鹽滷點豆腐、江河入海口處「三角洲」的形成是發生了膠體的聚沉,用高壓直流除煙塵是膠體的電泳,均和膠體的性質有關,故①正確;溶液中的溶質粒子不一定帶電,故對溶液通電時,溶質粒子不一定向兩極移動,故②錯誤;氫氧化鐵膠體能穩定存在的主要原因是膠體粒子帶電,且帶同種電荷,故膠粒之間相互排斥,導致膠體比較穩定,故③錯誤;膠體不帶電,帶電的是膠粒,故做氫氧化鐵膠體電泳實驗時,陰極周圍紅褐色加深,說明氫氧化鐵膠粒帶正電,故④錯誤;向FeCl3 溶液中滴加稀的NaOH 溶液,可製得Fe(OH)3 沉澱,氫氧化鐵膠體的製備是將氯化鐵溶液滴入沸水中,故⑤錯誤;一個氫氧化鐵膠粒是多個氫氧化鐵的聚集體,1mol氯化鐵所形成的膠粒的個數小於NA 個,故⑥錯誤;澱粉溶液和蛋白質溶液分散質粒子直徑在1nm~100nm 之間,是膠體,故⑦錯誤。綜上所述,只有①正確,故本題應選A。

答案:A

例3 我國科學家在世界上第一次為一種名為「鈷酞菁」的分子(直徑為1.3×10-9 m)恢復了磁性。「鈷酞菁」的分子結構和性質與人體內的血紅素及植物體內的葉綠素非常相似。下列說法不正確的是( )。

A.「鈷酞菁」分子所形成的分散系具有丁達爾效應

B.「鈷酞菁」分子既能透過濾紙,也能透過半透膜

C.此項工作可以用來改變分子的某些物理性質

D.此工作可以廣泛應用於光電器件、生物技術等方面

「鈷酞菁」的分子直徑為1.3×10-9 m,符合膠體粒子大小,所以「鈷酞菁」分子所形成的分散系是膠體,因而具有丁達爾效應,能透過濾紙,但不能透過半透膜。納米技術在生物學、光電器件等方面都有著重要的應用。

答案:B

知識連結:膠體的性質和應用(見表2)。

考點三:膠體的製備和淨化

例4 某同學在實驗室進行如圖1所示實驗,下列說法不正確的是( )。

A.X 中的濃溶液滴入沸水中可得到Z中液體

B.X 中的分散系能產生丁達爾效應

C.用過濾和滲析的方法,可將Z 中液體分離提純

D.Y 中反應離子方程式:3CaCO3 +2Fe3+ +3H2O ══2Fe(OH)3 (膠 體)+3CO2↑+3Ca2+

通過分析可知,Z 中的紅褐色透明液體應該為Fe(OH)3 膠體。X 中的氯化鐵濃溶液滴入沸水中可得到氫氧化鐵膠體,A 項正確。X 中分散系是氯化鐵溶液,不能產生丁達爾效應,B 項錯誤。用過濾的方法,可以將Z 中的固體與液體分離,利用滲析法可以淨化提純氫氧化鐵膠體,C項正確。CaCO3 能與H+結合生成CO2 和H2O,促進Fe3+的水解,D 項正確。

答案:B

例5 向c(FeCl3)=0.2 mol·L-1、c(FeCl2)=0.1mol·L-1的混合溶液中滴加稀NaOH 溶液可得到一種黑色分散系,其中分散質粒子是直徑約為9.3nm 的金屬氧化物。下列有關說法正確的是( )。

A.該分散系的分散質為Fe2O3

B.可用過濾的方法將黑色金屬氧化物與Na+分離開

C.在電場作用下,陰極附近分散系黑色變深,則說明該分散系帶正電荷

D.當光束通過該分散系時,可以看到一條光亮的「通路」

Fe2O3 為紅棕色,由題意知,得到的是一種黑色分散系,故A 項錯誤。膠體、溶液都可以透過濾紙,不能用過濾的方法進行分離,故B 項錯誤。在電場作用下,陰極附近分散系黑色變深,則說明膠粒帶正電荷,通電後向陰極移動,但分散系是呈電中性的,故C 項錯誤。所得的分散系是膠體,膠體具有丁達爾效應,故當光束通過該分散系時,可以看到一條光亮的「通路」,故D 項正確。

答案:D

知識連結:膠體常用製備方法有兩種:①分散法,將大塊物質在穩定劑的作用下分散成溶膠粒子;②凝聚法,由分子、原子或離子凝聚成膠體,實驗室常用該方法製備Fe(OH)3膠體。高中階段需要掌握的膠體分離法為滲析,即利用分散質粒子直徑大小的區別,使用半透膜將膠體中混有的離子或小分子從膠體溶液中分離開。

其實膠體的知識遠不止於此,如膠粒的空間結構是什麼樣的,為什麼會帶電,應該帶什麼電性呢? 感興趣的讀者可以再去研究一些有關界面化學的知識,相信大家會有新的收穫。

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