高中化学学案专题1第三单元物质的分散系

第三单元物质的分散系一、分散系及其分类1．分散系：(1)概念：由一种或几种物质分散到另一种物质中形成的混合体系称为分散系。(2)组成：分散系包括分散质和分散剂。(3)分类：依据分散质粒子直径大小分为三类分散系2．胶体的性质：(1)丁达尔效应：当光束通过胶体时，可以看到一束光亮的通路，这是由于胶体粒子对光线散射形成的。丁达尔效应可用来区分溶液和胶体。(2)吸附性：可以利用胶体的吸附性来净水。3．胶体的用途：自来水厂常用某些含铁的化合物作净水剂。当这些物质溶解于水后，产生的Fe(OH)3胶体吸附水中的悬浮颗粒并沉降，从而达到净水的目的。(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。(1)分散系是不是都能产生丁达尔效应？(2)如何快速简单区别溶液和胶体？提示：(1)丁达尔效应是胶体特有的性质。(2)利用能否产生丁达尔效应可以快速简单区别溶液和胶体。二、电解质和非电解质1．电解质与非电解质的区别：电解质非电解质定义在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物化合物类型酸、碱、大多数的盐，金属氧化物、水等非金属氧化物、葡萄糖等有机物实例H2SO4、NaOH、Na2CO3、CaO等C2H5OH、SO3、NH3、CH4等2.电解质的电离：(1)电离：电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程。(2)电离方程式：用化学符号来表示电解质电离的式子。如H2SO4的电离方程式：H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；NaOH的电离方程式：NaOH=Na＋＋OH－；CuSO4的电离方程式：CuSO4=SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋Cu2＋。(3)从电离角度理解酸、碱、盐的概念。①酸：电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物。②碱：电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物。③盐：在水溶液中可电离出金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物。1．(知识关联)CO2、SO3同属于酸性氧化物，它们的水溶液可以导电，它们是电解质吗？提示：CO2、SO3不是电解质。因为在CO2、SO3的水溶液中，起导电作用的是CO2、SO3和水反应生成的H2CO3和H2SO4，CO2、SO3是非电解质，H2CO3、H2SO4是电解质。2．能导电的物质是电解质吗？提示：电解质必须是化合物。NaCl溶液、石墨、铜均可以导电，但它们不是化合物，所以不属于电解质。【自主探索】(情境思考)分别用相同浓度的①蔗糖溶液、②盐酸、③氢氧化钠溶液、④氯化钠溶液、⑤酒精溶液做导电性对比实验。(1)如图闭合开关K，现象是灯泡亮的一组有________；灯泡不亮的一组有________。提示：②③④①⑤(2)灯泡亮的一组是电解质吗？提示：不是，因为都是混合物。(3)只根据这一现象能否来判断该溶质是电解质或非电解质？提示：不能，水溶液能导电的，该溶质不一定是电解质，如SO2、CO2的水溶液都导电，但SO2、CO2是非电解质。胶体的制备、主要性质及应用1.胶体与其他分散系的本质区别：胶体与其他分散系的本质区别是分散质微粒直径的大小，而不是有无丁达尔效应，但利用丁达尔效应可用来鉴别胶体。2．三种分散系的比较：分散系溶液胶体浊液分散质微粒直径<10-9109～10-7>10-7分散质微粒种类单个小分子或离子高分子或多分子聚合体巨大数目的分子聚合体性质外观均一、透明均一、透明不均一、不透明稳定性稳定较稳定不稳定分散质微粒能否透过滤纸能能不能分散质微粒能否透过半透膜能不能不能鉴别无丁达尔效应有丁达尔效应静置分层或沉淀1．(思维升华)利用FeCl3溶液和NaOH溶液发生复分解反应可以制备Fe(OH)3胶体吗？(证据推理与模型认知)提示：不能；因为FeCl3和NaOH溶液反应。2.淀粉溶液属于胶体，如何除去淀粉溶液中的少量NaCl？(宏观辨识与微观探析)提示：半透膜能允许直径在1nm以下的小分子或离子透过，1nm以上的胶体粒子不透过，因此可以用半透膜除去淀粉溶液中的NaCl。【合作探究】(情境应用)(实验1)把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处，分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体，在与光束垂直的方向进行观察。(实验2)在两只烧杯中分别加入相同量的含有悬浮颗粒物的浑浊污水，再向其中一只烧杯中加入10mL氢氧化铁胶体，搅拌后静置、观察。(1)实验1和实验2的现象分别是什么？结论是什么？提示：实验1：当光束通过CuSO4溶液时，无法观察到光亮通路；当光束通过Fe(OH)3胶体时，可以看到一条光亮的通路；胶体能发生丁达尔效应。实验2：加入Fe(OH)3胶体的烧杯中溶液变得澄清而透明。(2)除去NaCl溶液或Fe(OH)3胶体中的泥沙采用什么方法？提示：过滤。(3)氢氧化铁胶体常用来净水的原因是什么？提示：胶体的表面积很大，具有吸附性，能吸附水中的悬浮物形成沉淀。【典例】丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。(1)如图是在实验室中进行氢氧化铁胶体丁达尔效应实验的示意图，该图中有一处明显错误是____________________________________________，原因是__________________(试从分散系的分类进行讨论说明)。(2)欲在树林中观察到丁达尔效应，你认为一天中最有可能观察到该现象的时间是________，理由是____________________________________________。(3)去树林观察丁达尔效应有诸多不便，聪明的你想出了许多在家里看到丁达尔效应的方法，其中最简单、最环保的方法是________________________________________________________________________________________________。【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面：(1)生活中常见的胶体。(2)鉴别胶体的方法。【解析】(1)进入烧杯前，光穿过的空气不是胶体，不会产生丁达尔效应，所以该图中的明显错误是空气中也出现了光柱。(2)清晨树林中存在水雾，阳光透过树叶间隙形成光束，穿过这些水雾会产生丁达尔效应，所以一天中最有可能观察到该现象的时间是清晨。(3)由题可知水雾在空气中形成胶体。打开暖瓶(内有热水)让水汽升腾起来，用一束光照射即可。答案：(1)空气中也出现了光柱进入烧杯前，光穿过的空气不是胶体，不会产生丁达尔效应(2)清晨清晨树林中存在水雾，雾是胶体，阳光透过树叶间隙形成光束，穿过这些水雾会产生丁达尔效应(3)打开暖瓶(或加热水)让水汽升腾起来，用一束光照射即可(1)将1molFeCl3制成Fe(OH)3胶体，所得胶体中分散质的物质的量为1mol，这种说法是否正确？提示：不正确。Fe(OH)3胶体的胶粒是许多Fe(OH)3微粒的聚集体，将1molFeCl3制成Fe(OH)3胶体，所得胶体中分散质的物质的量小于1mol。(2)实验中制取到的纯净的Fe(OH)3胶体是纯净物还是混合物？提示：混合物。胶体属于分散系，都是混合物。【规律方法】胶体常识中的三个易错点(1)胶体微粒一般是离子、分子或难溶物的聚集体，因此在Fe(OH)3胶体中，Fe(OH)3胶体粒子的数目要远远小于原FeCl3溶液中Fe3＋的数目。(2)胶体不带电荷，呈电中性。胶体粒子(分散质)可带电荷，有些胶体粒子不带电，如淀粉胶体。(3)胶体粒子的直径一般在1～100nm之间，它决定了胶体粒子具有较大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或毒素形成沉淀，从而达到净化水的目的。(2021·武汉高一检测)朱自清在《荷塘月色》中写道：“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔了树照过来的，高处丛生的灌木，落下参差的斑驳的黑影……”从化学的角度对这段文字的解读错误的是()A．“薄薄的青雾”是一种分散系B．“薄薄的青雾”中某些微粒的直径在10－9～10－7C．“参差的斑驳黑影”是一种丁达尔效应D．“云雾润蒸华不注”与“薄薄的青雾”中“雾”的主要成分相同【解析】选C。薄雾是小液滴，是一种胶体，本质特征是分散质直径的大小为10－9～10－7m，具有丁达尔效应，据此分析判断。A.“薄薄的青雾”是胶体分散系，故A正确；B.“薄薄的青雾”是胶体分散系，“薄薄的青雾”中某些微粒的直径在10－9～10－7m，故B正确；C.“参差的斑驳黑影”不是光线下的光路，不是丁达尔效应，故C错误；D.“云雾润蒸华不注”与“薄薄的青雾”中“雾”都是胶体分散系，它们的主要成分相同，故电解质的判断与电离1．电解质和非电解质比较：电解质非电解质相同点均为化合物不同点水溶液或熔融状态能导电水溶液和熔融状态都不能导电本质区别在水溶液中或熔融状态下自身能发生电离，常用电离方程式表示在水溶液中和熔融状态下自身不能发生电离物质类别①酸②碱③盐④活泼金属氧化物⑤水①非金属氧化物②非酸性气态氢化物③多数有机物2.电离方程式书写注意事项：(1)符合客观事实，不能随意书写离子符号，要注意正确标注离子所带的电荷及其数目。(2)质量守恒，即电离方程式左右两侧元素的种类、原子或原子团的个数相等。(3)电荷守恒，即电离方程式左右两侧的正负电荷数相等，溶液呈电中性。1．电离需要通电条件下才可以发生，这种说法对吗？提示：不正确。电离在水溶液中或熔融状态下可以进行，不需要通电。2.(教材开发)教材中描述“HCl、H2SO4等酸在水溶液中都能电离出H＋”，NaHSO4在水溶液中也电离生成H＋，NaHSO4是酸吗？为什么？提示：不是。NaHSO4属于盐，其电离方程式为NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，根据酸的定义，NaHSO4的阳离子并不都是H＋，所以不属于酸。【典例】①氢氧化钠固体；②铜丝；③氯化氢气体；④稀硫酸；⑤二氧化碳气体；⑥氨水；⑦碳酸钠粉末；⑧蔗糖晶体；⑨熔融氯化钠；⑩胆矾晶体请用序号填空：(1)上述状态下可导电的是__________。(2)属于电解质的是__________。(3)属于非电解质的是__________。(4)上述状态下的电解质不能导电的是__________。【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面：(1)电解质是在一定条件下自身电离而导电的化合物。(2)电解质本身不导电，溶于水或熔融状态下才导电。【解析】化合物酸(如氯化氢)、碱(如氢氧化钠)、盐(如碳酸钠、胆矾)都是电解质；化合物非金属氧化物(如二氧化碳)、有机物(如蔗糖)都是非电解质；单质(如铜)和混合物(如氨水)既不是电解质，也不是非电解质。能导电的物质有金属(如铜)、熔融电解质(如熔融氯化钠)、电解质溶液(如稀硫酸、氨水)。答案：(1)②④⑥⑨(2)①③⑦⑨⑩(3)⑤⑧(4)①③⑦⑩(1)写出碳酸钠和氢氧化钠的电离方程式？提示：Na2CO3=2Na＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))；NaOH=Na＋＋OH－。(2)上述物质中属于盐的有哪些？提示：⑦⑨⑩。在水溶液中可电离出金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物属于盐。【规律方法】1．电解质、非电解质的判断方法2．电解质与导电的关系(1)电解质导电的条件是溶于水或熔融状态，两个条件具备一个即可。(2)电解质溶液的导电能力与溶液中离子的浓度及离子所带电荷多少有关，离子浓度越大，离子所带电荷越多，溶液导电能力越强。(3)有些电解质溶于水能导电，熔融状态不能导电，如HCl。(4)有些电解质只在熔融状态导电，如BaSO4，其水溶液不导电是因为BaSO4难溶于水。(5)电解质本身不一定能导电，如NaCl晶体；能导电的物质不一定是电解质，如石墨、Fe、Cu、NaCl溶液。(2021·盐城高一检测)下列各组物质，前者属于电解质，后者属于非电解质的是()A．NaCl晶体、石墨B．液态的醋酸、酒精C．铜、二氧化硫D．熔融的KNO3、硫酸溶液【解析】选B。A项，石墨属于单质，既不是电解质，也不是非电解质，错误；B项，醋酸在水中可以电离出H＋和CH3COO－，属于电解质，酒精只存在分子，属于非电解质，正确；C项，铜是单质，既不是电解质，也不是非电解质，错误；D项，硫酸溶液属于混合物，不是非电解质，错误。三言两语话重点(1)分散系：由一种或几种物质(称为分散质)分散到另一种物质(称为分散剂)中形成的混合体系。(2)胶体是一种常见的分散系，其区别于溶液、浊液的本质为分散质微粒直径为10－9～10－7m(3)胶体具有丁达尔效应和吸附性。(4)电解质在水溶液中或熔融状态下能导电。(5)酸、碱、盐、大多数金属氧化物和水都是电解质，而多数非金属氧化物、NH3、蔗糖、酒精等有机物为非电解质。1．下列分散系能产生丁达尔效应的是()A．稀盐酸 B．氢氧化铁胶体C．泥浆 D．硫酸钾溶液【解析】选B。胶体是能产生丁达尔效应的分散系。A项，稀盐酸为溶液，不能产生丁达尔效应，错误；B项，氢氧化铁胶体能产生丁达尔效应，正确；C项，泥浆为悬浊液，不能产生丁达尔效应，错误；D项，硫酸钾溶液不能产生丁达尔效应，错误。2．下列物质中，含有自由移动Cl－的是()A．KClO3溶液B．CaCl2溶液C．KCl晶体D．液态HCl【解析】选B。KClO3溶液中存在K＋、ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))；KCl晶体中Cl－不能自由移动；液态HCl中只存在HCl分子。3．下列物质的电离方程式错误的是()A．NaOH=Na＋＋OH－B．CuCl2=Cu2＋＋2Cl－C．Fe2(SO4)3=Feeq\o\al(\s\up1(2＋),\s\do1(2))＋(SO4)eq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))D．Ba(NO3)2=Ba2＋＋2NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))【解析】选C。根据电解质的化学式，可把其拆写成阳离子和阴离子，C项的电离方程式应为Fe2(SO4)3=2Fe3＋＋3SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。4．(2021·南京高一检测)下列物质属于非电解质的是()A．硝酸B．氢氧化钠C．硫酸铵D．蔗糖【解析】选D。硝酸、氢氧化钠、硫酸铵在水溶液中均可以发生电离，是可以导电的化合物，属于电解质。蔗糖在水溶液或熔融状态下均不能导电，属于非电解质，选D项。5.室内污染物主要分为甲醛、苯、氨(NH3)和氡(Rn)四种，其中甲醛在中国有毒化学品优先控制名单上高居第二位，已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。根据上述信息，回答下列问题：(1)甲醛、苯两种物质的分子式分别为CH2O和C6H6。上述材料背景中提及的甲醛、苯、氨和氡四种物质中属于含碳物质的是__________，属于含氢物质的是____________，属于化合物的是______________，属于单质的