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胶 体基本目标要求1了解胶体及分散系的概念。2了解胶体与其他分散系的区别。知识讲解一、胶体1分散系由一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另种物质里所形成的混合物，统称为分散系。如溶液、浊(悬浊、乳浊)液、胶体均属于分散系。分散系中分散成粒子的物质叫做分散质；另一种物质叫做分散剂。如溶液，溶质是分散质，溶剂是分散剂。2胶体分散质粒子在1nm100nm间的分散系叫做胶体，如Fe(OH)3胶体、淀粉胶体等。3渗析把混有离子或小分子杂质的胶体装入半透膜袋中，并浸入溶剂(如蒸馏水)中，使离子或小分子从胶体里分离出去，这样的操作叫做渗析。4胶体的分类 5.分散系的比较分散系溶液浊液胶体分散质粒子的直径100nm1nm100nm分散质粒子单个小分子或离子巨大数目分子集合体许多分子集合体或高分子实例酒精、氯化钠溶液石灰乳、油水Fe(OH)3胶体、淀粉溶液外观均一、透明不均一、不透明均一、透明稳定性稳定不稳定较稳定能否透过滤纸能不能能能否透过半透膜能不能不能鉴别无丁达尔效应静置分层丁达尔效应二、胶体的制备1物理分散法如研磨(制豆浆、研墨)法、直接分散(制蛋白胶体)法、超声波分散法、电弧分散法等。2化学反应法(1)水解法如向20mL煮沸的蒸馏水中滴加1mL2mLFeCl3饱和溶液，继续煮沸一会儿，得红褐色的Fe(OH)3胶体。 (2)复分解法向盛有10mL 0.01mol/LKI的试管中，滴加810滴0.01mol/LAgNO3溶液，边滴边振荡，得浅黄色AgI胶体。AgNO3十KI=AgI(胶体)十KNO3在一支大试管里装入5mL10mL1mol/LHCl，加入1mL水玻璃，然后用力振荡即可制得硅酸溶胶。Na2SiO3十2HCl十H2O=2NaCl十H4SiO4(胶体)除上述重要胶体的制备外，还有：肥皂水(胶体)：它是由C17H35COONa水解而成的。 。淀粉溶液(胶体)：可溶性淀粉溶于热水制得。蛋白质溶液(胶体)：鸡蛋白溶于水制得。三、胶体的提纯渗析法将胶体放入半透膜袋中，再将此袋放入蒸馏水中，由于胶粒直径大于半透膜的微孔，不能透过半透膜，而小分子或离子可以透过半透膜，使杂质分子或离子进入水中而除去。如果一次渗析达不到纯度要求，可以把蒸馏水更换后重新进行渗析，直至达到要求为止。半透膜的材料：蛋壳内膜，动物的肠衣、膀胱等。1渗析与渗透的区别渗析：分子、离子通过半透膜，而胶体粒子不能通过半透膜的过程。渗透：是低浓度溶液中溶剂分子通过半透膜向高浓度溶液方向扩散的过程，而溶质分子不能通过半透膜。2血液透析原理医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析原理同胶体的渗析类似。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环,血液中重要的胶体蛋白质和血细胞不能透过透析膜，血液内的毒性物质则可以透过，扩散到透析液中而被除去。典型例题例1：下列实验中，能得到胶体的有( )A在1mol/L的KI溶液中逐滴加入1mol/L的AgNO3溶液，边加边振荡B在0.01mol/L的AgNO3溶液中加入0.01mol/L的KI溶液，边加边振荡C将蔗糖加入水中并振荡D将花生油放入水中并振荡解析： 如A所述方法，使KI、AgNO3溶液混合，由于两种溶液的浓度较大，只能得到含AgI的沉淀，其中生成的AgI沉淀粒子直径一定大于100nm。制取难溶性固体物质的液溶胶，所用的反应物的浓度要小(一般0.01mol/L)，只能用特殊的方法(即：后加入的溶液量要少)，使反应液中较缓慢地生成少量难溶物粒子，使它们能均匀分散在反应液中。例如在0.01mol/LAgNO3溶液逐滴加入0.01mol/LKI溶液中，滴加量控制在AgNO3溶液总体积的 左右，并边滴边振荡。因此，B项操作可得到胶体。蔗糖易溶于水，蔗糖以分子分散在水中，其直径小于1nm，形成溶液(一定数量小分子的聚集体，其直径才能大于1nm；一些高分子化合物，其分子直径可达到胶体粒子直径的范围，如淀粉)。D项得到乳浊液。综上分析，本题答案为B。例2：下列分散系属于胶体的是( )A淀粉溶液 B食盐水 C泥水D碘酒解析：食盐水和碘酒属于溶液；泥水属于悬浊液；淀粉溶液属于胶体。故答案为A。点评：常见的胶体有：Fe(OH)3胶体、淀粉溶液、蛋白质溶液、肥皂水、有色玻璃等。例3：下列说法正确的是( )A溶液和胶体的本质区别是当一束光线通过胶体时可出现一条光亮的通路，溶液则没有此种现象B制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液加热煮沸CNaCl溶于水形成溶液，溶于酒精可形成胶体D渗析是鉴别溶液和胶体的最简便的方法解析：胶体和溶液的区别之一是当通过一束光线时，前者可形成一条光亮的通路，后者无此现象，故可利用此效应鉴别溶液和胶体。但这不是溶液和胶体的本质区别，其本质区别是分散质粒子真径的大小，故A错误。制备Fe(OH)3胶体是将饱和FeCl3溶液逐滴加入沸水中直至变为红褐色。若直接将饱和FeCl3溶液煮沸，水解生成的Fe(OH)3过多，不能形成胶体而形成沉淀。故B错误。胶体是以分散质粒子的大小为特征的，它只是物质的一种存在形式，如NaCl溶于水形成溶液，如果分散在酒精中时，由于NaCl在酒精中溶解度不大，许多NaCl粒子结合在一起达到了胶体粒子的大小，可形成胶体。所以C正确。利用渗析法可以鉴别溶液和胶体，但没有明显现象，需借助其他的试剂，操作步骤复杂，它主要用于胶体的提纯和精制。要鉴别胶体和溶液，最简便的方法是让一束光线通过这种分散系，看能否形成光亮的通路，若有则为胶体、无则为溶液。故D错误。综上分析，答案为C。例4：用有关的离子方程式和必要文字回答下列各题：(1)为什么草木灰不宜与铵态氮肥混合使用?(2)明矾为什么能净水?明矾水溶液为什么显酸性?解析：(1)草木灰主要成分是碳酸钾，碳酸钾遇水水解显碱性： NH4+与OH反应生成易分解的NH3H2O，NH4+十OH NH3H2O，NH3H2O NH3十H2O，氨挥发逸失，导致肥效降低。(2)因为明矾溶于水后，Al3+水解， ，其中生成的Al(OH)3属于胶体粒子，具有吸附作用，可吸附水中悬浮的杂质，故可净水，又由于水解生成H+，因而显酸性。例5：纳米材料是指在107m109m尺寸的材料。这种材料由于尺寸很小，因而具有许多与传统材料截然不同的性质，例如通常的金属材料大多是银白色有金属光泽的，而纳米金属材料却是黑色的。据预测，纳米材料和纳米技术会引起生产和日常生活各方面的革命性的变化，是21世纪新技术发展的前沿。(1)1纳米(1nm)是( )A1107m B1108m C1109m D11010 m(2)原子的直径处于下列哪一个数量级( )A1108m B1109m C11010 m D11011m(3)纳米材料的特殊性质的原因之一是由于它具有很大的比表面积( )，即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大得多。假定某种原子直径为0.2nm，则可推算在边长1nm的小立方体中，共有_个原子，其表面有_个原子，内部有_个原子。由于处于表面的原子数目较多，其化学性质应_。(填“很活泼”、“较活泼”或“不活泼”)(4)利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件，用以测定在某些环境中指定气体的含量，这种气敏元件是利用了纳米材料具有的_作用。解析：纳米材料和纳米技术是目前高新技术的前沿。本题在中学化学涉及的范围内，拓展和启发对纳米材料的认识。(1)1nm是1109m，这是应该了解的常识。(2)原子的直径处于11010m的数量级，在中学化学中，原子半径、直径及化学键的键长均处于这一数量级。(3)关于边长为1nm的小立方体中可容纳的直径为0.2nm原子个数的计算，按下述思路分析：在边长1nm的正方形的一条边上，可排列5个原子，则正方形表面上可容纳5225个原子。显然，边长为1nm的小立方体中，这样的原子共有5层，因此原子数为525125个。不处于表面的内部的原子个数应是3327个，则处于表面的原子共有1252798个。所以纳米材料的大部分原子处于表面，而处于内部的原子与周围的多个原子形成化学键，表面的原子周围的原子个数则较少，出现“剩余价键力”的情况，因此具有很强的吸附作用。中学化学课内学习过的胶体粒子，其直径为1nm100nm，应属于纳米粒子的范畴。而分析胶体粒子性质的重要的一点就是其具有吸附作用。(4)根据上述第(3)题的分析，可知气敏元件的反应基础是纳米材料，由于比表面积很大，具有吸附作用，则可用特定的纳米材料吸附能与其反应的气体，从而影响导电性（电导）的性质测定环境中某些气体的浓度。因此，上述原理的关键是利用纳米粒子的吸附作用。答案：（1）C （2）C （3）125 98 27 很活泼 （4）吸附胶体的性质及其应用责编：顾振海 基本目标要求1掌握胶体的一些重要性质。2了解胶体的一些重要应用。3认识物质的性质与物质的聚集状态有关。知识讲解一、胶体的性质及其应用概述1胶体的性质(1)丁达尔效应光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫做丁达尔效应。(2)布朗运动胶体粒子在分散剂中做不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动。(3)电泳现象因胶粒带电，在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极(阴极或阳极)做定向移动的现象，叫做电泳。胶体的电泳具有广泛的实用价值。2胶体的应用(1)研发纳米材料。(2)检验或治疗疾病。(3)土壤胶体、制作食物等。3胶体的聚沉胶体受热或加入电解质或加入带相反电荷胶粒的胶体使胶体粒子聚集成较大颗粒从分散剂里析出的过程叫胶体的聚沉。二、胶体的性质1胶体的光学性质-丁达尔效应(1)产生丁达尔效应，是因为胶体分散质的粒子比溶液中溶质的粒子大，能使光波发生散射(光波偏离原来方向而分散传播)，而溶液分散质的粒子太小，光束通过时不会发生散射。(2)利用丁达尔效应可以区别溶液和胶体。2胶体的动力学性质-布朗运动(1)产生布朗运动现象，是因为胶体粒子受分散剂分子从各方面撞击、推动，每一瞬间合力的方向、大小不同，所以每一瞬间胶体粒子运动速度和方向都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。(2)胶体粒子做布朗运动的这种性质是胶体溶液具有稳定性的原因之一。3胶体的电学性质-电泳现象(1)产生电泳现象，是因为胶体的粒子是带电的粒子，所以在电场的作用下，发生了定向运动。(2)电泳现象证明了胶体的粒子带有电荷；同一胶体粒子带有相同的电荷，彼此相互排斥，这是胶体稳定的一个主要原因。(3)胶体粒子带有电荷，一般说来，是由于胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子等原因引起的。(4)一些胶体粒子所带电荷情况：带正电荷的胶体带负电荷的胶体氢氧化铁氢氧化铝氢氧化铬氧化铁蛋白质在酸性溶液中卤化银（AgNO3过量时形成的胶体）硫化砷、硫化锑硅酸、锡酸土壤蛋白质在碱性溶液中酸性染料注意：AgI胶体粒子在I过量时，AgI吸附I而带负电荷；Ag+过量时，AgI吸附Ag+而带正电荷。胶体的电荷是指胶体中胶体粒子带有电荷，而不是胶体带电荷，整个胶体是电中性的。淀粉胶体粒子因不吸附阴、阳离子而不带电荷，所以加入电解质不凝聚，也无电泳现象。 三、胶体的聚沉胶体稳定的原因是胶粒带有某种相同的电荷互相排斥，胶粒间无规则的热运动也使胶粒稳定。因此，要使胶体聚沉、其原理就是：中和胶粒的电荷、加快其胶粒的热运动以增加胶粒的结合机会，使胶粒聚集而沉淀下来。其方法有：1加入电解质。在溶液中加入电解质，这就增加了胶体中离子的总浓度，而给带电荷的胶体粒子创造了吸引相反电荷离子的有利条件，从而减少或中和原来胶粒所带电荷，使它们失去了保持稳定的因素。这时由于粒子的布朗运动、在相互碰撞时，就可以聚集起来。迅速沉降。如由豆浆做豆腐时，在一定温度下，加入CaSO4(或其他电解质溶液)，豆浆中的胶体粒子带的电荷被中和，其中的粒子很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。一般说来，在加入电解质时，高价离子比低价离子使胶体凝聚的效率大。如：聚沉能力：Fe3+Ca2+Na+，PO43SO42Cl。2加入带相反电荷的胶体，也可以起到和加入电解质同样的作用，使胶体聚沉。如把Fe(OH)3胶体加入硅酸胶体中，两种胶体均会发生凝聚。3加热胶体，能量升高，胶粒运动加剧，它们之间碰撞机会增多，而使胶核对离子的吸附作用减弱，即减弱胶体的稳定因素，导致胶体凝聚。如长时间加热时，Fe(OH)3胶体就发生凝聚而出现红褐色沉淀。四、盐析与胶体聚沉的比较盐析指的是胶体如蛋白质胶体、淀粉胶体以及肥皂水等，当加入某些无机盐时，使分散质的溶解度降低而结晶析出的过程，该过程具有可逆性。当加水后，分散质又可溶解形成溶液。胶体的聚沉指的是由于某种原因(如加入电解质、加热、加入带相反电荷的胶体)破坏了胶粒的结构，从而破坏了胶体的稳定因素，使胶体凝聚产生沉淀的过程。该过程具有不可逆性。如Fe(OH)3胶体、AgI胶体等的凝聚都是不可逆的。因此，过程是否可逆，这是盐析与胶体的聚沉的重要区别。五、胶体中胶粒带电荷的原因1吸附作用吸附是指物质(主要是固体物质)表面吸住周围介质(液体或气体)中的分子或离子的现象。吸附作用和物质的表面积有关。表面积越大，吸附能力越强。胶体粒子比较小，具有很大的表面积，因此表现出强烈的吸附作用。由于胶体溶液内存在其他电解质，所以就发生对离子的选择性吸附。一般说，胶体优先吸附与它组成有关的离子，例如用AgNO3和KI制备AgI溶胶其反应式为：AgNO3+KI=AgI+KNO3，溶液中存在的Ag+离子和I离子都是AgI胶体的组成离子，它们都能被吸附在胶粒表面。如果形成胶体时KI过量，则AgI胶体粒子吸附I离子而带负电；反之，当AgNO3过量时，则AgI胶粒吸附Ag+离子而带正电，所以AgI胶粒在不同情况下可以带相反的电荷。当AgNO3和KI等物质的量反应时，溶液中的K+离子或NO3离子都不能直接被吸附在胶粒表面而使胶粒带电，这说明胶粒的吸附是具有选择性的。又如FeCl3水解而形成Fe(OH)3胶体，其反应为Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+，溶液中一部分Fe(OH)3与H+反应Fe(OH)3+HCl=FeOCl+2H2O，FeOCl再电离为：FeOCl=FeO+Cl，由于FeO+和Fe(OH)3有类似的组成，因而易吸附在胶粒表面，使Fe(OH)3胶粒带正电荷。2电离作用有些胶体溶液是通过表面基团的电离而产生电荷的，例如硅酸溶胶中，胶体粒子是由许多硅酸分子缩合而成的。表面上的硅酸分子可以电离出H+离子，在胶体粒子表面留下SiO32和HSiO3离子，而使胶体粒子带负电荷。总之，胶体粒子由于吸附溶液中的离子，或者表面基团的电离，而带有电荷。例题分析例1：在Fe(OH)3胶体溶液中，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_，此反应的离子方程式是_。(4)用稀盐酸代替HI稀溶液，能出现上述哪些相同的变化现象?_。 (写序号)解析：(1)HI为电解质，可使Fe(OH)3溶胶发生聚沉；(2)HI为一元强酸，可与Fe(OH)3发生中和反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O(3)又因为Fe3+有强氧化性，I有还原性，两者要发生氧化还原反应，生成I2而使溶液颜色加深。相关离子方程式为：2Fe3+2I=2Fe2+I2(4)盐酸与HI相比，Cl的还原性比I弱，与Fe3+不会发生氧化还原反应；但盐酸与氢碘酸一样，都有酸性，都能使氢氧化铁胶体先聚沉，再溶解。答案：(1).加入电解质后，使胶体发生聚沉(2).Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O(3).有I2生成2Fe3+2I-=2Fe2+I2(4).(1)、(2)例2：下列关于胶体的叙述不正确的是 ( )A布朗运动是胶体粒子特有的运动方式，可以据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来B光线透过胶体时，胶体发生丁达尔效应C用渗析的方法净化胶体时，使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过D胶体粒子具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，故在电场作用下会产生电泳现象解析：布朗运动是微观粒子不断运动的宏观表现，悬浊液、乳浊液等都有布朗运动，而不是胶体粒子所特有，A错。观察胶体的布朗运动需要高倍的显微镜，所以通常区分胶体和溶液是观察是否产生丁达尔效应而不是观察布朗运动；区分胶体和悬浊液，只要观察其分散系是否稳定即可。由于胶体粒子在1nm-100nm间，能对光线产生散射作用而产生丁达尔现象。B对。类似可知CD都正确。答案：A例3：如图21装置，U型管中盛有Fe(OH)3胶体，以两个碳棒为电极通电，一段时间后，下列叙述正确的是 ( )Ax是阳极，y是阴极Bx附近颜色加深，y附近颜色变浅Cx是阴极，y极附近颜色加深Dy是阴极，x极附近颜色加深解析：x与外加电源负极相连为阴极，y为阳极；Fe(OH)3胶粒带正电，通电后向阴极移动。答案：B例4：已知土壤胶体带负电荷，施用含氮量相同的下列化肥时，肥效最差的是 ( ) ANH4Cl B(NH4)2SO4 CNH4NO3 DNH4HCO3解析：因土壤胶粒带负电荷，故应易吸附带正电荷的NH4+，供作物吸收。当施用含氮量相同的4种化肥时，其中阴离子(NO3)含氮元素的NH4NO3应是肥效最差的。答案：C例5：“纳米材料”是指粒子直径在几纳米到几十纳米的材料。如将“纳米材料”分散到液体分散剂中，所得混合物具有的性质是 ( )A能全部透过半透膜 B有丁达尔效应C所得液体一定能导电 D所得物质一定为悬浊液或乳浊液解析： 由于“纳米材料”粒子在1nm100nm之间，恰好在胶体粒子范围内，属于胶体这种分散系。故应具有胶体的性质，因此B正确，A、D错误。而这种液体能否导电不能确定(如淀粉胶体不吸附电荷而不能导电；但氢氧化铁胶体由于胶粒吸附电荷，所以能导电)。答案：B例6：在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量。解决方法可以把这些陶土和水一起搅拌，使粒子直径为1nm100nm之间，然后插入两根电极，再接通直流电源。这时阳极聚集_，阴极聚集_，理由是_。解析：本题主要考查胶体电泳性质的应用。答案：带负电荷的胶体粒子陶土；带正电荷的氧化铁胶体粒子；带负电荷的陶土粒子，带正电荷的氧化铁胶体粒子通直流电时发生电泳。胶体知识的延伸责编：顾振海 1胶体的电泳及实用价值。胶体的电泳现象证明了胶粒是带有电荷的(注意是胶粒带电而不是胶体)。同种胶粒带有相同电荷，彼此互相排斥，所以胶粒不易聚沉，这是胶体具有稳定性的主要原因之一。胶体中胶粒所带的电荷种类可能与发生化学反应时反应物的用量有关，如AgI胶粒在I过量时带有负电荷，在Ag+过量时带有正电荷。电泳是物理变化，胶粒不会接触电极发生电极反应。这与电解的本质是不同的。只有液溶胶和气溶胶能发生电泳现象，固溶液一般不发生电泳现象。电泳的形成原理：在外加电场的作用下，胶粒在分散剂里向电性相反的阴极、阳极作定向移动。原因是胶粒带有电荷(表面积较大、能吸附离子)。电泳的应用：生物化学中常利用电泳来分离氨基酸和蛋白质；医学上利用血清的纸上电泳进行某些疾病的诊断；电泳电镀是利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等的粒子均匀的沉积在镀件上。2胶体精制的方法渗析：利用微孔直径为1nm的半透膜，使离子、分子可以穿过，胶粒不能穿过，这种精制的方法叫渗析。原理：利用半透膜只能让离子、分子透过，而不让胶粒通过的性质，使胶体得到提纯和精制。操作方法：如图23所示，把需提纯的混有离子或分子杂质的胶体溶液装入半透膜袋里，用细绳扎紧袋口，系在玻璃棒上，然后悬挂在盛有蒸馏水的烧杯中，让半透膜袋浸入水中。操作时应注意：半透膜袋必须均匀不漏，渗析时间要充分。血液透析原理：医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析原理与胶体的渗析类似。透析时病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。血液中重要的胶体蛋白质和血细胞不能透过透析膜，血液内的毒性物质则可以透过，扩散到透析液中而被除去。渗透：是低浓度溶液(或水)中溶剂分子通过半透膜向高浓度溶液扩散的过程，而溶质的分子不能通过半透膜。3使胶体聚沉的方法加热：加热就是对胶粒提供能量，能量升高可使胶粒运动加剧，胶粒间的碰撞机会增多，而使胶核对离子的吸引作用减弱，即减弱胶体的稳定因素，导致胶体沉降。如长时间加热时，Fe(OH)3胶体就发生沉降而出现红褐色沉淀。加入电解质溶液：在溶液中加入电解质，增加了胶体中离子的总浓度，而给带电荷的胶粒创造了吸引相反电荷离子的有利条件，从而减少或中和原来胶粒所带的电荷，使它们失去了保持稳定的因素，通过胶粒的布朗运动在相互碰撞时就可以聚集起来，迅速聚沉。如豆腐的制作，豆浆在一定温度下加入盐卤或石膏(CaSO42H2O)豆浆中的胶粒所带的电荷被中和，很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。电解质对溶胶凝聚作用的强弱，与加入电解质溶液的浓度及电解质离子所显的电性有关。一般来说，离子的电荷数越多，离子的半径越小，聚沉能力就越大。使带负电荷胶体凝聚的阳离子的次序为：Al3+Fe3+H+Ca2+Mg2+K+Na+Li+使带正电荷胶体凝聚的阴离子的次序为：Fe(CN)44Fe(CN)63CrO42PO43SO42NO3Cl淀粉胶体因不吸附阴、阳离子而不带电荷，所以加入电解质既不凝聚，也无电泳现象。加入带相反电荷的胶粒：当加入带相反电荷的胶粒混合时，也可以起到与加入电解质溶液同样的作用。如把Fe(OH)3胶体加入硅酸胶体中，两种胶体都会发生沉降。 化学科技社会 胶体在自然界尤其是在生物界普遍存在，它与人类的生活及环境有着密切的联系。胶体的应用很广，且随技术的进步，其应用领域还在不断扩大。工农业生产和日常生活中的许多重要材料和现象，都在某种程度上与胶体有关。例如，在金属、陶瓷、聚合物等材料中加入固态胶体粒子，不仅可以改进材料的耐冲击、耐断裂、抗拉强度等机械性能，也可以改进材料的光学性质，有色玻璃就是由某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成的。在医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术就是将磁性物质制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。另外，血液本身就是由血球在血浆中形成的胶体分散系，与血液有关的疾病的一些治疗、诊断方法就利用了胶体的性质，如血液透析、血清纸上电泳等。土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在，所以土壤里发生的一些化学过程也与胶体有关。国防工业上有些火药、炸药必须制成胶体，冶金工业上的选矿，石油原油的脱水，塑料、橡胶及合成纤维等的制造过程都会用到胶体知识。在日常生活里，也会经常接触应用到胶体知识，如食品中的牛奶、豆浆、粥等都与胶体有关。渗析和渗透：渗析是除去胶体分散系中小分子或离子杂质的一种分离方法。动植物细胞膜是一种半透膜，渗析和渗透现象在动植物体内较为普遍。采用渗析及其原理不仅可以提纯溶胶和高分子化合物，在工业上还广泛用于污水处理、海水淡化以及水的纯化。在医药工业上常用渗析及其原理来除去中草药中的淀粉、多聚糖等高分子杂质，从而提取出有效成分制成针剂；人们还利用上述原理，用人工合成的高分子膜(如聚丙烯睛薄膜)制成了人工肾，帮助肾功能衰竭的患者除去血液中的毒素和水分。用于严重肾脏患者的“血透”方法就是基于这种原理让患者的血液在体外通过装有特制膜的装置从而将血液中的有害物质除去。如图24所示，将一只未盛满浓蔗糖溶液的半透膜袋和一只盛满水的半透膜袋分别投入盛水和盛浓蔗糖溶液的烧杯中，一段时间后，A烧杯中半透膜袋逐渐饱满，而B烧杯中的半透膜逐渐凹陷。这种让溶剂分子通过半透膜的单方向扩散叫渗透。渗透作用使半透膜内外液体的浓度趋于一致而平衡，半透膜两侧的溶剂分子渗透速率由开始时的不相等到逐渐相等。 同样，一个成熟的植物细胞，由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核构成。细胞质里还有一个大液泡，液泡表面有液泡膜。细胞膜、液泡膜和这两层膜间的细胞质(统称原生质层)可看作是一层半透膜。将成熟的细胞放入浓蔗糖溶液中，由于蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞液中的水分向外渗透，液泡和原生质层不断收缩，结果原生质层与细胞壁分离开来，这一现象称为质壁分离(如下图)。如果把已经发生了质壁分离的细胞放入清水或浓度低于细胞液的蔗糖溶液中，外面的水分又会向内渗透，使原生质层和液泡逐渐恢复原状，这种现象叫质壁分离复原。渗透作用对动植物的生长具有重要意义，例如：给作物施肥时，肥料用量不宜过多；人体静脉注射必须使用0.9的生理盐水或5的葡萄糖溶液。 胶体能力测试责编：顾振海第I卷 选择题一、选择题(本题包括5小题)1在外加电场作用下，Fe(OH)3胶粒移向阴极的原因是( )AFe3+带正电荷BFe(OH)3胶粒吸附阳离子带正电CFe(OH)3带负电吸引阳离子 DFe(OH)3胶体吸附负离子带负电2将淀粉碘化钾混合液装在羊皮纸制成的袋中，将此袋下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯里，过一段时间后取烧杯中的液体进行实验，能证明羊皮袋一定有破损的是( )A加入I2水变蓝色 B加入NaI溶液不变蓝色C加入AgNO3溶液产生黄色沉淀 D加入Br2水变蓝色3有一碘水和Fe(OH)3胶体的颜色极为相似。不用化学试剂将它们区别开来的方法有( )渗析；丁达尔现象；加热法；电泳实验法；加电解质法A B C D4最近，中国科学家在“纳米技术研究中，合成直径为0.5nm的碳管，这类碳管的理论最小直径只有0.4nm。”关于这类碳管的叙述正确的是( )A将这种纳米材料分散到液体分散剂中无丁达尔现象B这种纳米材料可能有比较好的吸附性能，可用于贮氢C将这种纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物能全部透过半透膜D这种纳米材料一定具有较高的熔点5能证明胶粒比溶液中的粒子大的实验是( )A电泳 B布朗运动 C丁达尔现象 D渗析二、选择题(本题包括10小题)6用下列方法来制备溶胶：0.5摩/升BaCl2溶液和等体积2摩/升硫酸相混和并振荡；把1毫升饱和三氯化铁溶液逐滴加入20毫升沸水中，边加边振荡；把1毫升水玻璃加入10毫升1摩/升盐酸中，用力振荡。可行的是(A)只有 (B)只有 (C)只有 (D)7下列物质可用渗析法分离的是( )ANaCl和水 BFe(OH)3胶体和水CCCl4和水 DNH4Cl和NaCl固体8将可溶性淀粉溶于热水制成淀粉溶液，该溶液可能不具有的性质是( )A电泳 B布朗运动 C凝聚 D丁达尔现象9某种胶体在电泳时，它的胶粒向阴极移动。若在此胶体中加入蔗糖溶液；硫酸镁溶液；硅酸胶体；Fe(OH)3胶体不会发生聚沉的是( )A B C D10，某学生在做Fe(OH)3胶体聚沉实验时，用加硅酸胶体；加Al(OH)3胶体；加Al2(SO4)3溶液；加As2S3胶体；加蒸馏水等五种方法，其中能观察到现象的是( )A B C D11水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是( )A水由液态变为玻璃态，体积缩小 B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态 D玻璃态水是分子晶体12某胶体遇盐卤(含Mg2+)或石膏易发生聚沉，而遇食盐水或Na2SO4溶液不易发生聚沉，有关解释正确的是 ( )A胶粒的直径约为1nm100nmB该胶粒带有正电荷CNa+使此胶体聚沉的效果不如Mg2+、Ca2+D该胶粒不带电荷13用Cu(OH)2胶体做电泳实验时，阴极附近蓝色加深，往此胶体中加入下列物质时不发生聚沉的是( )硫酸镁溶液；硅酸胶体；氢氧化铁胶体；葡萄糖溶液A B CD14下列各项操作中，不发生“先沉淀后溶解”现象的是( )向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2；向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量的稀H2SO4；向AgI胶体中逐滴加入过量的稀HCl；向石灰水中通入过量的CO2；向Na2SiO3溶液中逐滴加入过量的稀HClA B C D15向Fe(OH)3胶体中加入AgI胶体，发生聚沉现象。现将AgI胶体放入U形管中，插入电极通直流电，通电一段时间后( )A阴极周围淡黄色加深 B阳极周围淡黄色加深C阴极周围产生黑色沉淀 D无电泳现象 第卷(非选择题，共90分)三、实验题(本题包括2小题)16分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生下列变化。(1)证明明矾发生了水解反应(2)证明其水解反应是一个吸热反应(3)证明生成了胶体供选用的药品和仪器有：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、电泳仪、聚光束仪。17向盛有沸水的小烧杯中滴入FeCl3溶液，然后将此溶液加入U形管里并外加电场，最后加MgSO4溶液于U形管中。简述实验过程中发生的实验现象，写出有关的化学方程式。四、填空题(本题包括3小题)18二十一世纪的新兴领域纳米技术正日益受到各国科学家的关注，2000年美国总统克林顿宣布了纳米倡议，并将2001年财政年度增加科技支出26亿美元，其中5亿给纳米技术。请根据图26回答下列问题：(1)纳米是_单位，1纳米等于_米。纳米科学与纳米技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与_分散系的粒子大小一样。(2)世界上最小的马达，只有千分之一个蚊子那么大，如图这种马达将来可用于消除体内的垃圾。该图是此马达分子的_。写出该分子中含有的组成环的原子是_元素的原子，分子中共有_个该原子。19在半透膜袋内装入淀粉和NaBr溶液，将半透膜袋浸入蒸馏水中。试回答下列问题：(1)如何用实验证明淀粉未透过半透膜而Br已透过半透膜?(2)要求只检验一种离子。就能证明Na+、Br透过半透膜，写出检验该离子的实验方法。(3)如何证明淀粉与NaBr已分离完全。20把10mL淀粉胶体和5mLKI溶液的混合液体加入半透膜袋内，将此袋浸入蒸馏水中。2min后，用两支小试管各取5mL烧杯中的液体，并做如下实验：(1)向其中一支试管里滴加入少量的AgNO3溶液有什么现象发生?(2)向另一支试管里滴加入少量的碘水有什么现象发生?(3)由实验(1)、(2)得出什么结论?五、填空题(本题包括2小题)21医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时。最常用的血液净化手段是血液透析。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。透析原理同胶体的_类似，透析膜同_类似，透析膜的孔径应_(填“大于”、“等于”或“小于”)血液内的毒性物质粒子直径，毒性物质才有可能扩散到透析液中而被除去。22将铝粉逐渐投入饱和氯化铁的黄色溶液中，首先看到溶液变成红褐色，并产生气泡；后来有少量的红褐色沉淀，并有少量的能被磁铁吸引的黑色沉淀物质生成。请回答下列问题：(1)红褐色溶液物质是_，红褐色沉淀是_，气泡的成分是_，黑色的物质是_。(2)除去红褐色溶液中少量的沉淀的实验方法是_。(3)试用简洁的文字和化学反应方程式解释上述实验现象_。六、计算题(本题包括2小题)23在陶瓷工业里常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量问题。解决的办法是把这些陶土和水一起搅拌，然后插入两根电极。接通电源，这时在阳极聚集比较纯的陶土，阴极聚集氧化铁。试解释这个现象。24如图27所示：(1)长颈漏斗内盛有某浓度的葡萄糖溶液，烧杯内装有蒸馏水，漏斗口封有半透膜，其中_能透过半透膜进行扩散。经过一段时间后，可以发现。漏斗管内的液面开始上升。这种_就叫渗透作用，其原因是_。(2)图示中的液面差是由被称为渗透压()的存在而造成的。经研究发现，与溶液的浓度和温度成正比，即cRT，其中c为物质的量浓度，单位mol/m3，R为气体常数，单位8.314Jmol1K1，T为绝对温度。已知在人体正常体温(37)时，血液的渗透压约是729kPa，通过计算说明为什么临床输液时通常用5葡萄糖水溶液(密度为1.02gcm3)?(3)实验测得某蛋白质4g溶于96g水中所形成溶液(密度为1.04gcm3)的渗透压为9.98kPa，则此蛋白质的相对分子质量约为多少?参考答案1答案：B解析：胶体粒子具有很大的表面积，具有较强吸附能力，不同的胶粒带不同的电荷的离子，Fe(OH)3胶粒是金属氢氧化物的胶粒，吸附阳离子正电荷，所以电泳时向阴极移动。2答案：AD解析：羊皮袋有破损时，淀粉胶粒从漏洞混入烧杯中的液体里。当取该液体进行实验时，I2直接使淀粉变蓝色。当羊皮袋有破损时，KI淀粉溶液会进入烧杯，加入溴水能氧化I-成I2而使淀粉变蓝色。3答案：C解析：胶体有而溶液没有的性质、可用于区分溶液和胶体的有：丁达尔现象；电泳；聚沉(受热法、加入电解质法、加入带相反电荷的另一种胶体法)。而渗析只是分离胶粒与离子的方法，自身不能区分胶体和溶液。4答案：B解析：这种碳纳米管直径达0.4nm，所以其管长或其体积应1nm，具有胶体的性质。因此AC错误。D：由于碳纳米管属分子类物质，所以熔点不会很高。而由于是管关，所以有较大的表面积，可用于吸附贮氢等。5.答案： CD解析：胶粒直径在1nm-100nm间，而半透膜孔径1nm，所以能透过小分子和离子但不能透过胶粒。溶液中粒子很小，不会对光产生散射，没有丁达尔现象。6答案：C解析：A中物质浓度过大，形成沉淀。7答案：B解析：渗析法是分离、提纯胶体的方法，可用于除去胶体中的小分子或离子物质。8答案：A解析：一般胶粒都会吸附某种电荷而呈一定的电性，但淀粉胶粒不吸附电荷、不带电，不能产生电泳现象。因为淀粉是高分子化合物，淀粉胶体中的单个分子不带有电荷。9答案：B解析：电泳时胶粒向阴极移动，说明该胶粒带正电荷。要使该胶体不凝聚，应加入非电解质溶液如蔗糖溶液，加带正电荷的胶体如Fe(OH)3胶体。10答案：B解析：Fe(OH)3胶粒带正电荷，硅酸胶粒、As2S3胶粒带负电荷，可发生中和电性从而聚沉。Al2(SO4)3是电解质也可使Fe(OH)3胶粒凝聚。11答案：C解析：玻璃态的水密度与普通液态水的密度相同，故水的液态和玻璃态间相互转变时，体积不变。又玻璃态水无固定形状、不存在晶体结构，可否定D选项。12答案：C解析：该胶体遇盐卤(含Mg2+)或石膏易发生聚沉，即易被CaSO4、MgCl2凝聚，而又不易被NaCl和Na2SO4凝聚，说明该胶体的胶粒带负电荷。成分分析：盐卤中含有MgCl2等；石膏CaSO42H2O；食盐水NaCl；硫酸钠Na2SO4比较差异，阳离子不同得出结论：阳离子所带正电荷越多聚沉效果越好，因此Mg2+和Ca2+聚沉效果比Na+好。13答案：C解析：电泳时阴极附近蓝色加深，说明Cu(OH)2胶粒带正电荷。使胶体凝聚的方法有：加电解质；加带相反电荷的胶体；加热。因此，硫酸镁溶液、硅酸胶体可以使Cu(OH)2胶体聚沉，而带同种电荷的Fe(OH)3胶体及不带电荷的葡萄糖溶液不会使Cu(OH)2胶体聚沉。14答案：B解析：中有Na2CO3十CO2十H2O2NaHCO3，NaHCO3溶解度小，且反应中消耗H2O，故有沉淀且不溶解；向Fe(OH)3胶体中加入电解质H2SO4，胶体先凝聚生成Fe(OH)3与H2SO4反应而溶解；向AgI胶体中加入电解质HCl，同样有沉淀但不溶解；向石灰水中通入过量的CO2，反应有：Ca(OH)2十CO2CaCO3+H2O，CaCO3十CO2十H2O=Ca(HCO3)2，现象为先沉淀后溶解；中只生成H2SiO3沉淀。15答案：B解析：Fe(OH)3胶粒带正电荷，与其发生凝聚作用的淡黄色AgI胶体的胶粒必带负电荷，在电场的作用下发生电泳现象时，AgI胶粒向阳极移动，所以阳极附近淡黄色加深。16答案：(1)用pH试纸检验明矾溶液的pH7，证明溶液呈酸性(或用石蕊试液)(2)加热明矾溶液，用pH试纸检验溶液的pH，pH减小。(3)用聚光束仪的光束照射明矾溶液，有丁达尔现象。解析：(1)若明矾发生了水解反应，则其溶液应呈酸性： 。(2)水解反应为吸热反应，加热有利于水解平衡向正反应方向移动，明矾溶液的pH值将减小。(3)水解生成的Al(OH)3以胶体的形式存在，用丁达尔效应可检验有无Al(OH)3胶体生成。17答案：开始在沸水中产生红褐色胶体；加外电场时，阴极附近溶液红褐色加深，阳极附近颜色变浅；加MgSO4溶液后，胶体聚沉，析出红褐色沉淀。反应式为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。18答案：(1)长度，109米(或千亿分之一米)，胶体。(2)球棍模型，碳，32个。解析：显然该图为马达分子的球棍模型。从黑球结合白球数目，可知黑显4价，代表C原子；从球棍模型可把白球看成H原子，整个分子以下图的红线对称： 每边3个C环和一个甲基，每个