人教版 (新课标)必修1第一节 物质的分类第2课时学案

第2课时　分散系及其分类

一、分散系及其分类

1．分散系

2．分类

(1)按照分散质或分散剂所处的状态共分为九种分散系

(2)按照分散质粒子大小分类

(1)溶液、浊液和胶体三种分散系的本质区别是什么？

提示：三种分散系的本质区别是分散质粒子大小。

(2)胶体是不是都是均匀透明的液体？

提示：胶体根据分散剂状态可分为气溶胶、固溶胶和液溶胶，胶体不一定是液体。

(3)(思维提升)纸是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，纸是用以书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。中国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶，这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示。纸张就是借助这些技术发展起来的。

①石灰水属于混合物吗？如果是，其分散质是什么？

提示：属于混合物。分散质是氢氧化钙。

②熟石灰、石灰石、生石灰都含有相同的元素，你能分别写出它们的主要成分的化学式吗？

提示：Ca(OH)2、CaCO3、CaO。

(4)(情境思考)冬季来临后，华北、华东地区会出现雾霾天气。由于能见度较低，驾驶人员应控制速度，确保安全。中央气象台将对大雾和霾进行预警：

雾、霾、PM2.5是不是胶体？

提示：雾属于小液滴(水)与空气形成的气溶胶，属于胶体；霾是空气中悬浮颗粒物，直径为0.3～0.6微米，属于分散系但不属于胶体的范畴；PM2.5只是说明微粒直径小于或等于2.5微米，它分散到其他物质，如空气中才能形成分散系。

二、胶体的制备与性质

1．Fe(OH)3胶体的制备

(1)装置：

(2)操作：向25 mL的沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色。

(3)原理：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。

2．胶体的性质

(1)丁达尔效应。

①实验探究：Fe(OH)3胶体与CuSO4溶液性质的比较。

②丁达尔效应。

(2)介稳性。

胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，在一定条件下能稳定存在，属于介稳体系。

(3)电泳。

①含义：在电场作用下，胶体粒子在分散剂里作定向移动。

②举例：Fe(OH)3胶粒带正电荷→向阴极移动→阴极区颜色逐渐变深。

(4)聚沉。

①过程：向胶体中加入少量电解质溶液时，加入的阳离子(或阴离子)中和胶体粒子所带电荷，使胶体粒子聚集成为较大的颗粒，形成沉淀。

②聚沉的方法：加热；加入电解质溶液；加入带相反电荷的胶体粒子。

3．应用

(1)利用其介稳性：制涂料、颜料、墨水等。

(2)制备纳米材料。

(1)制备Fe(OH)3胶体时为什么不用加热FeCl3溶液的方法制备？

提示：加热FeCl3溶液需要较长时间，得到的Fe(OH)3胶体在较长时间加热后会凝聚。

(2)(情境思考)当阳光从窗隙射入暗室，或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，可以观察到丁达尔效应；放电影时，放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应。

请思考：

分散系是不是都能产生丁达尔效应？如何快速简单地区别溶液和胶体？

提示：丁达尔效应是胶体特有的性质，利用能否产生丁达尔效应可以快速简单地区别溶液和胶体。

知识点一　溶液、胶体和浊液三类分散系的比较

1．溶液、胶体和浊液三类分散系的比较

2.区分胶体和溶液的方法

(1)区分胶体和溶液的 “两方法”

(2) 区分胶体和溶液的“两不用”

(1)溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径的大小，不是是否具有丁达尔效应。

(2)胶体粒子可以是一个有机大分子(如蛋白质胶体)，也可以是多个分子的集合体(如氢氧化铁胶体)。

(3)纳米材料(是指直径从几纳米至几十纳米的材料)不是胶体，只有纳米材料分散到液体分散剂中才可以形成胶体。

(1)(思维升华)氢氧化铁胶体和氢氧化铁沉淀两种分散系的本质区别是什么？它们之间的转化属于物理变化还是化学变化？(宏观辨识与微观探析)

提示：两种分散系的本质区别是分散质粒子的大小，它们之间转化时只是颗粒大小发生了变化，成分没有发生变化，所以属于物理变化。

(2)除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙采用什么方法？(科学探究与创新意识)

提示：根据三种分散系中粒子的直径大小、结合滤纸的孔隙大小可知，溶液、胶体中的分散质粒子能透过滤纸，浊液中的分散质粒子不能透过，因此除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙时应用过滤的方法。

(3)(情境应用)血液透析是急慢性肾功能衰竭患者肾脏替代治疗方式之一。它通过将体内血液引流至体外，经透析器，血液与含机体浓度相似的电解质溶液(透析液)在一根根空心纤维内外，通过弥散、超滤、吸附和对流原理进行物质交换，清除体内的代谢废物等，并将经过净化的血液回输的整个过程称为血液透析。

血液透析进行血液中毒治疗与胶体性质有关吗？(科学探究与创新意识)

提示：血液属于胶体，血液透析与胶体渗析原理相同。

【典例】甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体，操作及现象如下：

①将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾；

②向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色；

③继续加热，出现红褐色沉淀。

(1)上述三种分散系分别属于哪一类？它们的本质区别是什么？

(2)分别用一束光透过①②③三种分散系，会有什么现象？

(3)向②中滴加稀硫酸会有什么现象？

(4)乙同学认为向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液可以制取Fe(OH)3胶体，你认为正确吗？说明原因。

【解析】(1)①②③三种分散系分别为FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液，本质区别是分散质粒子的直径大小；(2)胶体能产生丁达尔效应，溶液和浊液不会产生丁达尔效应；(3)硫酸属于电解质，Fe(OH)3胶体会先出现红褐色沉淀，然后沉淀慢慢消失；(4)向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的是Fe(OH)3浊液。

答案：(1)①溶液、②胶体、③浊液，本质区别是分散质粒子的直径大小。

(2)②中产生一条光亮的“通路”。

(3)先出现红褐色沉淀，然后沉淀慢慢消失。

(4)不正确。向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的是Fe(OH)3浊液。

胶体的净化方法

(1)过滤——分离胶体与浊液。胶体粒子能透过滤纸空隙，浊液粒子不能透过。

(2)渗析——分离胶体与溶液。

①原理：溶液中的离子或小分子能透过半透膜，胶体粒子不能透过。

②操作：将混合物置于半透膜制作的渗析袋中，置于流动的蒸馏水中一段时间即可。

③装置：

胶体金即为金溶胶，其具有光吸收性、呈色性和胶体性等特点。免疫胶体金技术作为胶体金标记物，可实现对抗原抗体的测定。

用白磷还原法可制得一种金的分散系，该分散系在临床诊断及药物检测等方面有着广泛的应用。

其操作步骤如下：

Ⅰ.取20%白磷(①)的乙醚溶液0.5 mL，加蒸馏水(②)60 mL。

Ⅱ.先滴加1%氯化金水溶液(③)0.75 mL，再滴加0.1 mol·L－1的K2CO3(④)0.6 mL，振荡变成棕红色。

Ⅲ.加热煮沸至溶液变成透明红色。

Ⅳ.分离提纯。

所得分散系中，金颗粒直径在5～12 nm。

请回答下列问题：

(1)上述物质①②③④中属于单质的是______(填序号，下同)，属于化合物的是______，属于盐的是______。

(2)该分散系属于________，其分散质是________。

(3)步骤Ⅳ的分离方法是____________________。

(4)所得红色溶液________(填“能”或“不能”)继续加热。

【解析】(1) ①白磷属于单质，②蒸馏水属于化合物，③氯化金水溶液属于混合物，④K2CO3 属于盐；

(2)所得分散系中金颗粒的直径在5～12 nm，所以形成的分散系属于胶体，其分散质是金颗粒；

(3)可以用渗析的方法进行分离提纯得到纯净的胶体；

(4)若将所得溶液继续加热，则会发生聚沉。

答案：(1)①　 ②④ 　④

(2)胶体　金颗粒

(3)渗析

(4)不能

【加固训练】

1．(2020·廊坊高一检测)借助新的显微技术，能成功观察到直径小于200 nm的粒子。下列分散系中，分散质微粒直径最小的是(　　)

A．雾　　　　　B．蛋白质溶液

C．石灰乳　    D．硝酸钾溶液

【解析】选D。人们根据分散质粒子直径的大小将分散系分为溶液、胶体和浊液，分散质粒子直径小于1 nm的分散系是溶液，分散质粒子直径大于100 nm的分散系是浊液，分散质粒子直径在1～100 nm的分散系是胶体，雾、蛋白质溶液属于胶体，石灰乳属于浊液，硝酸钾溶液属于溶液，其中硝酸钾溶液中的分散质粒子直径最小，D项符合题意。

2．下列分散系最不稳定的是(　　)

A．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液得到的分散系

B．向水中加入食盐得到的分散系

C．向沸水中滴入饱和的FeCl3溶液得到的红褐色液体

D．向NaOH溶液中通入少量的CO2得到的无色溶液

【解析】选A。分散系中最不稳定的是浊液。A项，CuSO4溶液与NaOH溶液反应得到Cu(OH)2浊液；B项，得到氯化钠溶液；C项，得到氢氧化铁胶体；D项，得到碳酸钠溶液。

知识点二　胶体的性质及应用

1．胶体的四大性质

2.胶体聚沉的方法

胶体理解的误区

(1)丁达尔效应是物理变化而不是化学变化。

(2)并不是所有的胶体都可以发生电泳现象。有些胶体，如淀粉胶体等，胶体粒子不带电，不能发生电泳。

(3)胶体粒子带电，但是不能说胶体带电。胶体粒子因吸附电荷而带电，但是整个胶体(分散系)是呈电中性的。

1．(思维升华)生活中，钢笔在更换不同品牌的墨水时，常将钢笔用水清洗一下，其中有什么道理？(科学探究与创新意识)

提示：墨水属于胶体，不同墨水中胶体粒子可能带相反电荷，若不清洗，混用墨水会发生胶体的聚沉，堵塞墨水出口。

2．生活中人们常将猪肉皮(主要成分为蛋白质)洗净，煮熟后切丝，加水和调料，小火煮20分钟，晾凉凝固后得到肉冻。原理是什么？(科学探究与创新意识)

提示：猪肉皮主要成分为蛋白质，加水煮，可以得到蛋白质胶体，继续加热，胶体发生聚沉，晾凉后得到肉冻。

3．(情境应用)三角洲即河口冲积平原，是一种常见的地表形貌。江河奔流中所裹挟的泥沙等杂质，在入海口处遇到含盐量较淡水高得多的海水，凝絮淤积，逐渐成为河口岸边新的湿地，继而形成三角洲平原。

你知道三角洲是怎么形成的吗？

提示：因为江河里面的水是胶体(是水、土壤和泥水等形成的胶体)，而海水是电解质溶液，胶体遇到电解质溶液会发生聚沉，就沉积成了三角洲。

【典例】(2020·攀枝花高一检测)下列现象或新技术应用中，不涉及胶体性质的是(　　)

A．在饱和氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生红褐色沉淀

B．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

C．清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱

D．在豆浆里加入盐卤做豆腐

　【解题指南】解答本题应注意以下两点：

(1)明确氢氧化铁胶体的制备方法。

(2)明确胶体的性质及应用。

【解析】选A。A项为FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl，即生成沉淀而非胶体；血液是胶体，B项是胶体的聚沉；C项为胶体的丁达尔效应；D项豆浆里的蛋白质是胶体，遇电解质(盐卤)发生聚沉。

【母题追问】(1)若将A项中的“NaOH溶液”改为“水”，能否得到氢氧化铁胶体？

提示：否。饱和氯化铁溶液逐滴加入“沸水”中继续加热至液体变红褐色，才得到氢氧化铁胶体。

(2)上题中属于物理变化的是____________________。

提示：B、C、D。上题B、D中胶体分别发生聚沉、C为丁达尔效应，都属于物理变化。

将浑浊的黄河水变成清澈的饮用水，其中明矾会起重要的作用。

明矾是由硫酸钾和硫酸铝混合组成的复盐。明矾一碰到水，就会发生化学变化。在此化学变化中，硫酸铝是主角。硫酸铝和水发生化学变化后生成白色絮状物——氢氧化铝。这种氢氧化铝，也是一种胶体粒子。氢氧化铝胶粒带正电。它一碰上带负电的泥沙胶粒，彼此就中和了。失去了电荷的胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于沉入水底。这样，水就变得清澈干净了。

(1)黄河水中含有的分散系有__________________。

(2)得到的清澈的饮用水________(填“是”或“不是”)纯净物。

(3)Al(OH)3胶体作净水剂时________(填“有”或“没有”)杀菌消毒的作用。

【解析】(1)黄河水中含有溶液、胶体和浊液。

(2)清澈的饮用水中仍然含有溶质，属于溶液，为混合物，不是纯净物。

(3)Al(OH)3胶体作净水剂只是利用胶体性质吸附水中杂质，没有涉及化学变化也就没有杀菌消毒的作用。

答案：(1)溶液、胶体和浊液

(2)不是

(3)没有

　【加固训练】

(2020·岳州高一检测)下列关于胶体的叙述中不正确的是(　　)

A．用肉眼就可以把胶体和溶液、浊液区别开来

B．向Fe(OH)3胶体中加入少量氯化钠溶液，会生成红褐色沉淀

C．可利用丁达尔效应区分胶体与溶液

D．河海交汇处易形成沙洲

【解析】选A。胶体有丁达尔效应，溶液是均一稳定的，浊液静置后会出现分层现象，用肉眼不能区别溶液和胶体，A不正确；B、D项属于胶体遇电解质发生聚沉；丁达尔效应是胶体特有性质，可以区别胶体与溶液，C项正确。

三言两语话重点

1．知道3种分散系：溶液、胶体和浊液。

2．掌握1个范围：胶体粒子直径1～100 nm。

3．熟记胶体的3个性质：丁达尔效应、聚沉和电泳。

4．掌握胶体性质的应用

(1)区分胶体和溶液：丁达尔效应。

(2)分离和提纯胶体：渗析。

(3)粒子大小：明矾净水。

(4)电泳：静电除尘，电泳电镀等。

1．(教材二次开发·教材习题改编)下列分散系，不会产生丁达尔效应的是 (　　)

①鸡蛋清　　 ②淀粉溶液　③硫酸钠溶液　

④Fe(OH)3胶体　⑤Fe(OH)3悬浊液

A．①③　　　 B．②③⑤

C．③④⑤     D．③⑤

【解析】选D。能够产生丁达尔效应的分散系是胶体。硫酸钠溶液属于溶液，Fe(OH)3悬浊液属于浊液。

2．按溶液、浊液、胶体的顺序排列正确的是(　　)

A．苏打水、牛奶、稀豆浆

B．碘酒、泥水、血液

C．白糖水、食盐水、茶水

D．Ca(OH)2悬浊液、澄清石灰水、石灰浆

【解析】选B。苏打水是碳酸氢钠的水溶液，牛奶、稀豆浆都是胶体，故A错误；碘酒是碘的酒精溶液，泥水是浊液，血液为胶体，故B正确；白糖水是蔗糖水溶液，食盐水是氯化钠的水溶液，茶水是溶液，故C错误；Ca(OH)2悬浊液为浊液，澄清石灰水为溶液，石灰浆为浊液，故D错误。

3．某首歌中唱道“雾里看花，水中望月”，下列有关雾的说法正确的是(　　)

A.雾是溶液，能永久在空气中稳定存在

B．雾是胶体，一段时间内能稳定存在

C．雾是乳浊液，不能稳定存在

D．雾是悬浊液，在空气中能沉降

【解析】选B。雾是胶体，它是较稳定的分散系，但不能在空气中永久存在。

4．科学家在《自然》杂志上报告，他们用DNA制造出了一种臂长只有7 nm的纳米级镊子，这种镊子能够钳起分子或原子并对它们随意组合。下列分散系中的分散质的粒子直径与纳米级镊子可能具有相同数量级的是(　　)

A．糖水        B．石灰乳

C．氢氧化铁胶体     D．豆腐脑

【解析】选C。溶液中分散质粒子直径小于1 nm；悬浊液、乳浊液中分散质粒子直径大于100 nm；胶体中分散质粒子直径在1～100 nm之间，所以分散系中的分散质的粒子直径与纳米级镊子可能具有相同数量级的是氢氧化铁胶体，故C正确。

5．(2020·潍坊高一检测)下列关于胶体的叙述不正确的是(　　)

A．胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在10－9～10－7 m

B．光线透过胶体时，胶体可发生丁达尔效应

C．用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时，产生的现象相同

D．Fe(OH)3胶体能够使水中悬浮的固体颗粒沉降，达到净水的目的

【解析】选C。胶体的本质特征为胶体粒子的直径在10－9～10－7 m，性质特征为丁达尔效应(即用光照射，在胶体中产生一条光亮的“通路”)，故A、B均正确，C不正确；Fe(OH)3胶体中的粒子具有较强的吸附性，能吸附水中的悬浮物，达到净水的目的，故D正确。

素养新思维

6．一些明胶企业将皮革废料熬制成工业明胶，出售给某些制药企业，最终变成药用胶囊。由工业明胶制成的胶囊往往含有超标的重金属铬，从而对人体造成伤害。

明胶是水溶性蛋白质混合物，溶于水形成胶体。

(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素是＋3价，则其中铁元素是________价。CrO是一种酸根离子，则Fe(CrO2)2属于______________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。

(2)区分明胶的水溶液和K2SO4溶液的方法是____________。分离提纯明胶的水溶液和K2SO4溶液的混合物的方法是________________________。

(3)已知胶体的分散质不能透过半透膜，但水分子等小分子或离子能透过半透膜。现有10 mL明胶的水溶液与5 mL NaCl溶液混合装入半透膜内，将此半透膜袋浸入盛蒸馏水的烧杯中，设计一个实验证明Cl－能够透过半透膜：___________

______________________________________________________。

【解析】(1)Fe(CrO2)2中氧元素的化合价是－2价，总的负价是－8价，铬元素的化合价是＋3价，2个铬原子化合价是＋6价，所以铁元素化合价是＋2价；Fe(CrO2)2是由Fe2＋和CrO组成的盐；(2)明胶的水溶液属于胶体，能够产生丁达尔效应，而K2SO4溶液属于溶液，无丁达尔效应，因此可通过丁达尔效应进行鉴别；胶体分散质微粒不能透过半透膜，而溶液的离子能够透过半透膜，因此可根据分散质微粒直径大小，用渗析的方法提纯胶体；(3)可以根据Cl－和Ag＋发生反应产生不溶于硝酸的AgCl白色沉淀，证明Cl－能透过半透膜，操作方法是取烧杯中的液体，加入少量的硝酸银溶液，出现白色沉淀，再加入稀硝酸，白色沉淀不溶解，证明Cl－透过了半透膜。

答案：(1)＋2　盐　(2)丁达尔效应　渗析　(3)取烧杯中的液体，加入少量的AgNO3溶液，出现白色沉淀，再加入稀硝酸，白色的沉淀不溶解，证明Cl－透过了半透膜