胶体的性质与应用
一、胶体的性质
不同分散系分散质粒子的大小不同，胶体微粒分散质的直径（1—100 nm）在溶液（＜1 nm）和浊液（＞100 nm）之间，利用丁达尔效应可区分溶液和胶体。
胶体之所以能够稳定存在，其主要原因是同种胶体粒子带同种电荷，胶粒相互排斥，胶粒间无法聚集成大颗粒沉淀从分散剂中析出。次要原因是胶粒小质量轻，不停地作布朗运动，能克服重力引起的沉降作用。
一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷，如Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、AgX胶体(AgNO3过量)等；非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷，如硅酸胶体、土壤胶体、As2S3胶体等。胶体粒子可以带电荷，但整个胶体一定呈电中性。胶粒是否带电荷，这取决于胶粒本身的性质，如可溶性淀粉溶于热水制成胶体，具有胶体的性质，但胶体中的分散质为高分子化合物的单个分子，不带有电荷，因而也无电泳现象。
胶体聚沉的方法有：①加电解质溶液；②加与胶粒带相反电荷的另一种胶体；③长时间加热等。
胶体有广泛的应用：可以改进材料的机械性能或光学性能，如有色玻璃；在医学上可以诊疗疾病，如血液透析；农业上用作土壤的保肥；在日常生活中的明矾净水、制豆腐；还可以解释一些自然现象如：江河入海口易形成三角洲等。
胶体的聚沉与蛋白质的盐析：胶体的聚沉是指胶体在适当的条件下，（破坏胶体稳定的因素）聚集成较大颗粒而沉降下来，它是憎液胶体的性质，即胶体的凝聚是不可逆的。盐析是指高分子溶液（即亲液胶体）中加入浓的无机轻金属盐使高分子从溶液中析出的过程，它是高分子溶液或普通溶液的性质，盐析是因为加入较多量的盐会破坏溶解在水里的高分子周围的水膜，减弱高分子与分散剂间的相互作用，使高分子溶解度减小而析出。发生盐析的分散质都是易容的，所以盐析是可逆的。由此可见胶体的聚沉与蛋白质的盐析有着本质的区别。
二、例题分析
【例题1】已知有三种溶液：FeCl3的溶液、Na2SiO3溶液、盐酸，现有下列说法：①将FeCl3滴入冷水中，边滴边振荡，便可得FeCl3胶体；②在稀盐酸中滴加硅酸钠可制的胶体，胶体粒子直径大小在1～100 nm之间；③用光照射硅酸胶体时，胶体粒子会使光发生散射；④FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体都能透过滤纸；⑤胶体、溶液和浊液属于不同的分散系，其中胶体最稳定；⑥常温下，pH＝2的FeCl3的溶液和pH＝2的盐酸中由水电离出的氢离子浓度之比为1010 : 1，其中正确的是
A.①④⑥ B.②③⑤ C.②③④⑥ D.①②③④⑤⑥
解析：制备Fe(OH)3胶体是将FeCl3的浓溶液（或饱和FeCl3溶液）滴入沸水中，①错误；胶体粒子直径大小介于1～100 nm之间，②正确；丁达尔效应是胶体具有的性质之一，是由于胶体粒子使光发生散射形成的，是鉴别溶液和胶体的一种常用物理方法，③正确；溶液和胶体都能透过滤纸，④正确；溶液是最稳定的分散系，⑤错误；强酸弱碱盐溶液中水电离出的氢离子的浓度等于溶液中氢离子的浓度，酸溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中的氢氧根离子的浓度，分别为10－2、10－12；⑥正确。
答案：C
点拨：胶体考查的重点是与常见分散系的比较与判断，以及胶体的概念、制备和性质，常将胶体的基础知识与科技、生活、生产相结合进行命题。胶体在高考题中并不常见，有时会出现在选择题的某个选项中。复习时注意识记胶体的概念、性质，注意与其它分散系的联系与区别。
】下列关于溶液和胶体的叙述，正确的是
解析：胶体本身是不带电，只是其表面积较大，吸附了溶液中的离子而带了电荷，故A项错；溶液中的溶质，要看能否电离，若是非电解质，则不导电，也即不会移动，B项错；溶液中溶质粒子没有规律，C项错；丁达尔效应可以用来区分溶液和胶体，D项正确。
答案：D
【例题3】下列实验操作或叙述正确的是
A．不能用丁达尔现象区别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体
B．欲制备Fe(OH)3胶体，将饱和FeCl3溶液加热煮沸
C．利用渗析法可以分离除去淀粉溶液中的Na+ 和Cl－
晶体溶解在40 g水中既得质量分数为20％的CuSO4溶液
解析：胶体具有丁达尔效应，而溶液不具有，即可用丁达尔效应区分胶体和溶液；制备Fe(OH)3胶体，应将FeCl3的饱和溶液逐滴加入沸水中并加热煮沸而得到；胶体微粒不能通过半透膜，而小分子和离子可以通过半透膜，即利用渗析法可以分离提纯胶体；D项溶液中溶质的质量分数为：×100％ ＝ 12.8％
答案：C
点拨：正确把握胶体、溶液等分散系的概念以及其性质是解决该题的关键。如胶体和溶液都是均匀稳定的混合物；溶液能通过半透膜，胶体粒子可以通过滤纸，而不能通过半透膜，浊液不能通过滤纸和半透膜；胶体具有丁达尔效应，而溶液不具有；分离提纯胶体可以利用渗析法等。
【例题4】“纳米材料”（1 nm ＝ 10－9m）是当今材料科学研究的前沿，其研究领域及成果广泛应用于催化及军事科学中。“纳米材料”是指研究开发直径为几纳米至几十纳米的材料，如将“纳米材料”分散到液体分散剂中，对所得分散系的叙述正确的是
①一定是溶液 ②能全部通过半透膜 ③有丁达尔现象 ④可以全部通过滤纸
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
解析：根据题给信息，“纳米材料”指的是直径为几纳米至几十纳米的材料，故“纳米材料”分散到液体分散剂中，所得的分散系是胶体，应具有胶体的性质，如丁达尔效应，粒子可以通过滤纸，但不能通过半透膜等。
答案：D
点拨：解答该题关键是理解题给信息，获得相关知识，并迁移到胶体的相关性质来分析作答。掌握了胶体的性质就能顺利解决该题。
【例题5】已知土壤胶体粒子带负电，在土壤中施加含氮质量相同的下列化肥，肥效最差的是
A． (NH4)2SO4 B．NH4HCO3 C．NH4NO3 D．NH4Cl
解析：土壤胶体粒子带负电，所以容易吸附阳离子，如果氮元素全部在阳离子中肥效就不会丢失。硝酸铵中有一部分氮元素在阴离子硝酸根中，而其它三个答案的氮元素全都在阳离子铵根中，故C答案肥效最差。
答案：C
点拨：本题考查里胶体具有介稳性的原因及其应用。只有对其原理理解透彻，才能作出正确选择。胶体粒子可以通过吸附而带电荷，因此胶粒可以吸附异性电荷。
【例题6】某种胶体在电泳时，它的粒子向阴极移动。在这胶体中分别加入下列物质：①蔗糖溶液 ②硫酸镁溶液 ③硅酸胶体 ④氢氧化铁胶体，不会发生凝聚的是
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
解析：该胶体在电泳时，它的粒子向阴极移动，说明它带正电荷，蔗糖属于非电解质，硫酸镁属于电解质，硅酸胶体粒子带负电荷，氢氧化铁胶体粒子带正电荷。
答案：B
【例题7】在Fe(OH)3溶胶溶液中，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___________________________________________
写出此反应的离子方程式_____________________________________________
（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：HI既有酸性又有强还原性，I－能使Fe(OH)3胶粒聚沉，H+能使其溶解，生成Fe3+又能氧化I－成I2；而稀盐酸中的Cl—不能还原Fe3+，只能使其先聚沉后再溶解，导致现象不同。解答此题时不要仅把HI当作“电解质”，也不要仅把HI当作酸，更不能忽略I－的还原性。特别是在非填空型问答题中，由于没有像本题一样分层次设问，，而是仅问：会发生哪些变化？为什么？这样极易以偏概全。
答案：（1）HI是电解质，电解质能使胶体聚沉。
（2） Fe(OH)3 + 3 H+ == Fe3+ + 3H2O
（3）有I2生成， 2 Fe3+ + 2 I－ == 2 Fe2+ + I2
（4）（1）（2）。
【练习1】下列叙述正确的是
A .直径介于1 nm～100 nm之间的微粒称为胶体 B .电泳现象可证明胶体属电解质溶液
C .利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体 D .胶体粒子很小，可以透过半透膜
解析：胶体是指分散质粒子直径在1nm～100nm之间的分散系；部分胶体粒子带有电荷，能在外加电场下发生定向移动，即电泳，而有的胶体的胶粒因为不带电所以不发生电泳；丁达尔现象是胶体的重要特征，可用来区别溶液和胶体；胶体粒子可以透过滤纸，但不能透过半透膜。
答案：C
【练习2】将某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀溶解，该溶液是
A.2 mol·L－1H2SO4溶液B.2mol·L－1NaOH溶液C.2 mol·L－1 MgSO4溶液 D.硅酸溶胶
解析：H2SO4、NaOH、MgSO4均属电解质，都能使Fe(OH)3溶胶产生沉淀，硅酸溶胶带负电荷能使其聚沉，但2 mol·L－1H2SO4溶液还能和Fe(OH)3发生中和反应。
答案：A
【练习3】中学化学中几种常见物质的转化关系如下
（1）红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：________.
（2）A、B、H的化学式：A______、B_____、H_____.
（3）①H2O2分子的电子式：________________
②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式___________________
（4）写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象___________________________
（5）在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式_______
解析：A能和稀H2SO4反应，是一种活泼金属；F为红褐色胶体，可确定为Fe(OH)3，则A为Fe。进一步确定B为FeS、C为FeSO4、D为Fe2(SO4)3、E为(NH4)2SO4
答案：
（1）1 nm～100 nm，（2）Fe FeS H2SO4（稀），
2Fe3+ + 2H2O
（4）取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝。（或其他合理答案）
↑ + 8Na+
本文编号：31730
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