資源簡介

年 級
高三
學 科
化學
版 本
蘇教版
內容標題
膠體和溶液
編稿老師
【本講教育信息】
一. 教學內容：
膠體和溶液
二、教學目標
　1、了解分散系的概念及其分類依據，制備、重要性質、分離和應用。
2、了解溶液的涵義、組成，理解不飽和溶液、飽和溶液、溶質的質量分數、溶解度、結晶和結晶水合物等概念。理解溫度等條件對溶解度的影響，了解溶解度曲線的涵義。
3、掌握有關溶質的質量分數、溶解度的計算及其與物質的量濃度的相互換算。掌握一定質量分數溶液的配制方法及步驟。
三、教學重點、難點
　1、膠體的制備與性質
　2、溶液濃度的有關計算
［教學過程］
一、膠體：
把一種或幾種物質分散在另一種（或幾種）物質中所得到的體系叫分散系，前者屬于被分散的物質，稱作分散質；后者起容納分散質的作用，稱作分散劑。
當分散劑是水或其他液體時，如果按照分散質粒子的大小來分類，可以把分散系分為：溶液、膠體和濁液。分散質粒子直徑小于1nm的分散系叫溶液，在1nm－100nm之間的分散系稱為膠體，而分散質粒子直徑大于100nm的分散系叫做濁液。
1、下面我們列表比較幾種分散系的不同：
分散系
溶　　液
膠　　體
濁　　液
分散質的直徑
＜1nm
1nm－100nm
＞100nm
分散質粒子
單個小分子或離子
許多分子結合體或高分子
巨大數目的分子集合體
實例
溶液酒精、氯化鈉等
淀粉膠體、氫氧化鐵膠體等
石灰乳、油水等
性
質
外觀
均一、透明
均一、透明
不均一、不透明
穩定性
穩定
較穩定
不穩定
能否透過濾紙
能
能
不能
能否透過半透膜
能
不能
不能
鑒別
無丁達爾效應
有丁達爾效應
靜置分層
2、膠體的性質、制備方法、聚沉、提純：
內　　　容
主要應用舉例
性
質
丁達爾效應
一束光通過膠體時產生一條“光路”
鑒別膠體和溶液
布朗運動
膠粒在膠體中做不停地、無規則運動
－
電泳
膠粒在外加電場作用下做定向移動
工廠除塵
聚沉
聚沉方法有加熱、加入電解質、加入帶相反電荷的膠體等
必要時需破壞膠體
制備
水解法
如氫氧化鐵膠體的制備
－
聚沉方法
加熱
加速膠粒運動，使之易于結合形成大顆粒
如：制豆腐、工業制肥皂等；江河入海口附近形成沙洲等
加入電解質
中和膠粒所帶電荷，使之聚結成大顆粒
加入帶相反電荷的膠體
互相中和電性，減小同種電性的相互排斥而使之聚集成大顆粒
提純
滲析
由于膠粒較大不能透過半透膜，而離子、小分子較小可透過半透膜，可用此法將膠體提純
凈化、精制膠體，分離膠體和溶液
說明：
（1）膠體區別于其他分散系的本質特征是：分散質粒子直徑在1nm－100nm之間；
（2）膠體可通過濾紙而不能透過半透膜，證明濾紙上的小孔大于半透膜上的小孔，因此，可用過濾法分離膠體和濁液，用滲析法分離膠體和溶液。
（3）丁達爾效應是用來鑒別膠體和溶液的最有效、最簡單的方法。
（4）膠體具有介穩性的原因是由于同種膠粒吸附相同的離子，帶有同種電荷，同種電荷相互排斥，因此膠粒之間不能相互聚集在一起形成顆粒較大的粒子沉降下來。但整個膠體是呈電中性的，不顯電性。
（5）一般說來，金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠粒吸附陽離子帶部分正電荷，非金屬氧化物、金屬硫化物等膠粒吸附陰離子帶部分負電荷，同種膠粒吸附相同的離子帶同種電荷。
（6）膠體聚沉的原因是由于破壞了膠粒所帶電荷之間的相互排斥，從而使膠粒之間可以相互聚集在一起形成顆粒較大的粒子沉降，加入電解質和帶相反電荷的膠體，都可以破壞膠體內部的電荷平衡，使膠體聚沉，同時加熱、加入酸堿等也可以使膠體聚沉。
（7）膠體的制備方法主要有水解法（如：Fe（OH）3、Al（OH）3膠體的制備），復分解法（如：H2SiO3、AgI膠體的制備）和溶解法（如淀粉、蛋白質膠體的制備）等方法。
（8）膠體按照分散劑種類不同可分為：氣溶膠（如：煙、霧等）、液溶膠（如：Fe（OH）3、Al（OH）3膠體等）和固溶膠（如：玻璃、煙水晶等）
二、溶液及有關溶液的計算：
（一）基本概念：
溶液：一種或幾種物質分散到另一種物質里，形成均一、穩定、透明的混合物。
溶液分為飽和溶液和不飽和溶液。飽和溶液：一定溫度下，一定量溶劑中不能再溶解某種溶質的溶液，稱為該種溶質在該溫度下的飽和溶液。溶液是否飽和是相對的，改變溫度、溶劑的量等因素，不飽和溶液與飽和溶液可以相互轉變。
溶質的質量分數：用單位質量溶液中所含溶質的質量表示的濃度。
　　溶解度：一定溫度下，某物質在100g溶劑里形成飽和溶液時所能溶解溶質的克數。溶解度通常用S表示，單位為克。一般用固體物質在25℃時的溶解度大小來衡量其溶解性。
　　溶解度曲線：將某物質的溶解度隨溫度的變化表示出來的曲線。溶解度曲線上的點表示物質在該溫度時的溶解度，溶液所處的狀態為該溫度下的飽和溶液；溶解度曲線下面的點，表示溶液所處的狀態是不飽和狀態；溶解度曲線上面的點，依其數據配制的溶液為對應溫度時的過飽和溶液，即該溶質有剩余；兩條溶解度曲線的交點，表示在該點所示的溫度下，兩種物質的溶解度相等。
如：上圖為硝酸鉀和氯化鈉的溶解度曲線。由圖可知：
①當溫度25℃時，硝酸鉀與氯化鈉的溶解度相等。
②當溫度＜25℃時，氯化鈉的溶解度大于硝酸鉀的溶解度。
③圖中P點表示KNO3對應的溶液是不飽和溶液
④當溫度為10℃時，硝酸鉀的溶解度是20克。
晶體在溶液中形成的過程稱為結晶。結晶的方法一般有2種：一種是蒸發溶劑法，它適用于溫度對溶解度影響不大的物質。沿海地區“曬鹽”就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法。此法適用于溫度升高，溶解度也增加的物質。如北方地區的鹽湖，夏天溫度高，湖面上無晶體出現；每到冬季，氣溫降低，純堿（Na2CO3·10H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）等物質就從鹽湖里析出來。可以用重結晶法分離和提純上述固體形成的混合物。
（二）有關計算：
　　關于溶解度和質量分數的計算
基本公式：，，
（1）溫度不變時，蒸發溶劑或加入溶劑時，析出或溶解的溶質的質量x：
（2）若溶劑不變，改變溫度，求析出或溶解溶質的質量x：
（3）溶劑和溫度改變時，求析出或溶解溶質的質量x：
其方法是：先求飽和溶液中溶質和溶劑的質量，再求形成新飽和溶液中的溶劑、溶質質量，并與新飽和溶液的溶解度構成比例關系，計算。
（4）加入或析出的溶質帶有結晶水：
既要考慮溶質質量的變化，又要考慮溶劑質量的變化，一般情況下，先求原飽和溶液的溶質和溶劑，再求構成的新飽和溶液中所含溶質與溶劑。
說明：
1、固體物質的溶解度大多數隨溫度升高而增大，少數受溫度影響不大（如NaCl），極少數隨溫度升高而變小[如Ca（OH）2]。
2、氣體物質的溶解度隨溫度升高而變小，隨壓強增大而變大。
3、由不飽和溶液通過一系列步驟可轉變為飽和溶液：如蒸發溶劑、增加溶質、加入濃溶液以及降低溫度等措施可使不飽和溶液轉變為飽和溶液。飽和溶液也可以通過增大溶劑的質量以及升高溫度等使其變為不飽和溶液。
4、有關溶解度的計算的關鍵是：根據題目所給條件找準飽和溶液的組成，在溶液、溶質和溶劑三個量中根據方便選取任意兩個量列比例。如：

5、正確理解溶解度曲線上的點的含義：溶解度曲線上的點表示物質在該溫度時的溶解度，溶液所處的狀態為該溫度下的飽和溶液；溶解度曲線下面的點，表示溶液所處的狀態是不飽和狀態；溶解度曲線上面的點，表示依其數據配制的溶液為對應溫度時的過飽和溶液，即該溶質有剩余；兩條溶解度曲線的交點，表示在該點所示的溫度下，兩種物質的溶解度相等。
【典型例題】
例1、下列關于膠體的敘述不正確的是：
A、布朗運動是膠體粒子特有的運動方式，可以據此把膠體和溶液、濁液區別開來
B、光線透過膠體時，可產生丁達爾效應
C、用滲析的方法凈化膠體時，使用的半透膜只能讓較小的分子、離子通過
D、膠體粒子具有較大的表面積，能吸附陽離子或陰離子，故在電場作用下會產生電泳現象
解析：膠體區別于其他分散系的本質特征是分散質粒子直徑在1nm－100nm之間；因此由于膠體粒子具有較大的表面積，能吸附陽離子或陰離子，從而使膠粒帶部分正電荷或負電荷，在外加電場作用下產生電泳現象；膠粒可透過濾紙，不能透過半透膜，因此可利用這一點分離膠體和溶液；同時，由于膠粒對光線的散射作用，使得光線垂直穿過膠體時可產生丁達爾效應，而穿過其他分散系時不能產生丁達爾效應，利用這一性質可鑒別膠體的存在；布朗運動是微觀粒子共有的性質，不能用它來區別膠體和其他分散系。因此本題答案為：A
答案：A
例2、在一定量的澄清石灰水中，加入5.60克CaO后充分攪拌，靜置恢復到原來的溫度，發現石灰水下部有白色不溶物形成，則下列敘述正確的是：
A、白色不溶物為CaO，其質量為5.60克
B、白色不溶物為Ca（OH）2，其質量為7.40克
C、石灰水的濃度和質量都不會發生變化
D、石灰水的質量將會減少，石灰水的pH不會發生變化
解析：A錯，因為加入CaO后，CaO和水作用生成Ca（OH）2并且析出Ca（OH）2，因為在生成Ca（OH）2時要消耗水，進而使原來飽和溶液中的溶質Ca（OH）2也析出一部分，因此，不溶物Ca（OH）2的質量應大于7.40克，所以B、C選項都是錯誤的；D對，雖然石灰水的質量要減少，但最后的溶液還是原來溫度下的飽和溶液，故溶解度、質量分數、物質的量濃度等都不會發生變化，溶液的pH值也不會發生變化。
答案：D
例3、20℃時有a克硫酸銅溶液VmL。將溶液蒸發掉b克水后恢復到20℃，恰好全部生成硫酸銅晶體（CuSO4·5H2O），則下列關系式錯誤的是：
A、原硫酸銅溶液的密度為：ρ＝a/V（g/cm3）
B、生成硫酸銅晶體的物質的量為：＝（a－b）/250（mol）
C、原硫酸銅溶液的物質的量濃度為：＝8（a－b）/V（mol/L）
D、原硫酸銅溶液的質量分數為：＝64（a－b）/a%
解析：因為：CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O
溶液的密度等于ρ＝m/V＝a/V（g/cm3）；原溶液中的CuSO4物質的量等于生成的CuSO4·5H2O的物質的量：（a－b）/250（mol），而溶液的體積為V×10－3L，則原CuSO4溶液的質量分數為：＝m溶質/m溶液＝160（a－b）/250/a×100%＝64（a－b）/a%；原CuSO4
溶液的物質的量濃度為＝/ V×10－3＝（a－b）/250/ V×10－3＝4（a－b）/V（mol/L）。
所以本題的答案為C
答案：C
例4、下圖是某物質的溶解度曲線。根據該圖判斷下列說法錯誤的是
A、M點對應溶液是t2℃時的不飽和溶液
B、在保持溶質質量不變的情況下，使M點達到飽和需降溫（t2-t1）℃
C、130gM點溶液最少要蒸發50g水后，才能成為t1℃的飽和溶液
D、若保持溫度不變，325gM點溶液需加入溶質60g才能達到飽和
解析：溶解度曲線上的點表示物質在該溫度時的溶解度，溶液所處的狀態為該溫度下的飽和溶液；溶解度曲線下面的點，表示溶液所處的狀態是不飽和狀態。所以M點屬于該溫度下的不飽和溶液，要使該不飽和溶液轉化為飽和溶液，可采用降溫、蒸發溶劑、增加溶質等方法，因此A和B答案正確，由于C、D中130克以及325克溶液中所含溶質的質量無法確定，因此要通過蒸發溶劑或增加溶質的方法使其變為飽和溶液時，蒸發溶劑的質量（C）或增加溶質的質量（D）無法確定，因此本題的答案為CD。
答案：CD
例5、將某溫度下的KNO3溶液200g蒸發掉10g水，恢復到原溫度，或向其中加入10g水，恢復到原溫度，或向其中加入10gKNO3固體，均可使溶液達到飽和。試計算：
（1）該溫度下KNO3的溶解度。
（2）原未飽和溶液中溶質的質量分數
解析：（1）由題意知當10gKNO3固體加入10g水中即可形成飽和溶液，所以該溫度下KNO3的溶解度為100g。
（2）蒸發掉10g H2O得到190g飽和溶液，根據溶解度其溶質為95g。故原未飽和溶液中溶質的質量分數為.
（或加10g KNO3得到210g飽和溶液，其溶質為105g。故原未飽和溶液中溶質為95g，質量分數為。）
答案：（1）該溫度下KNO3的溶解度為100g. 　
（2）原未飽和溶液中溶質的質量分數為47.5％。 　
【模擬試題】
1、關于膠體的敘述正確的是 　
A、膠體微粒的直徑小于1nm　　　
B、膠體微粒的直徑界于1nm～100nm之間
C、膠體微粒不可以通過濾紙 　 　
D、溶液中微粒帶電，膠體微粒不帶電
2、下列現象或應用中不能用膠體知識來解釋的是
A、在飽和FeCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，產生紅褐色沉淀
B、用微波手術刀進行外科手術，可使開刀處的血液迅速凝固而減少失血
C、清晨，在茂密的森林，常常可以看到從枝葉間透過一道道光柱
D、腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析進行治療
3、將KI-淀粉混合液裝在半透膜袋中，浸泡在盛蒸餾水的燒杯中一段時間后，某學生取燒杯中的液體滴加幾滴試劑便立即報告老師說，這個半透膜已經破損了，老師肯定了他的做法。這位同學所滴的試劑及觀察到的現象是
A、滴兩滴碘水顯藍色 B、滴淀粉試液顯藍色
C、滴硝酸銀溶液，溶液出現黃色沉淀 D、滴氯水-淀粉顯藍色
4、某溫度下向100g澄清的飽和石灰水中加入5.6g生石灰，充分反應后恢復到原來的溫度。下列敘述正確的是
A、沉淀物的質量為5.6g
B、沉淀物的質量為7.4g
C、飽和石灰水的質量大于98.2g
D、飽和石灰水的質量小于98.2g
5、20℃時，將140g A鹽溶液蒸發掉40g水，或向A鹽溶液中加入10g無水A鹽固體，均可得到A鹽的飽和溶液，則原溶液中A的質量分數為：
A、28% B、25%
C、20% D、14.3%
6、將質量分數為98.7%，密度為1.84g·cm－3的H2SO4與質量分數為20.9%、密度為1.15g·cm－3的H2SO4等體積混合，則所得溶液中H2SO4的質量分數是
A、等于59.8% B、小于59.8%
C、大于59.8% D、無法估計
7、某溫度下，向鹽A的飽和溶液（質量分數為a%）中加入m g無水鹽A，同溫下析出n g A·xH2O晶體，則從飽和溶液中析出的溶質質量為（設A式量為M）
A、n×a% B、n－m
C、 D、
8、如圖是a、b兩種固體物質的溶解度曲線，下列說法中不正確的是
A、a的溶解度大于b的溶解度
B、在t時，a、b的飽和溶液中溶質的質量分數相同
C、當a中含有少量b時，可以用結晶法提純a
D、a、b都屬于易溶物質
9、A、B兩種物質的飽和溶液的百分比濃度隨溫度變化的曲線如圖:現分別在50克A和80克B中各加水150克，加熱溶解后并都蒸發水50克，冷卻到t1℃，下列敘述正確的是
　　A、t1℃時溶液中A、B的質量百分比濃度相等
　　B、t1℃時溶液中A的濃度小于B的濃度
　　C、t1℃時兩者均無固體析出
D、t1℃時析出固體B
10、在硫酸銅飽和溶液中，加入含示蹤原子的白色硫酸銅粉末a g，維持溫度不變，一段時間以后，再檢驗該溶液及溶液內取出的晶體，以下的結果正確的是　
A、溶液內能找到含的硫酸根離子，取出的固體仍然為ag
B、溶液內不含有的硫酸根離子，取出的固體顯藍色，其質量為25a/16 g
C、溶液內能找到含的硫酸根離子，取出的固體顯藍色，其質量為25a/16 g
D、溶液內能找到含的硫酸根離子，取出的固體顯藍色，其質量必大于25a/16 g
11、已知某飽和溶液的①溶液的質量（m液），②溶劑的質量（m劑），③溶液的體積（V液），④溶質摩爾質量（M質），⑤溶質溶解度（S質），⑥溶質的密度（ρ液）。以上條件的組合中，不能用來計算飽和溶液的物質的量濃度的是　
A、①、②、③、④ B、①、③、④、⑤
C、④、⑤ 、⑥ D、①、③、④
12、某硫酸鹽RSO4在t℃時溶解度為31.75g。在t℃時取足量的RSO4飽和溶液，向其中加入8.00g RSO4后，析出24.6g RSO4·7H2O晶體，則R為 　
A、Zn B、Cu C、Fe D、Mg
13、若以ω1和ω2分別表示濃度為a mol?L-1和b mol?L-1氨水的質量分數，且知2a=b，則下列推斷正確的是（氨水的密度比純水的小） 　
A、2ω1 = ω2 B、2ω2 = ω1
C、ω2 > 2ω1 D、ω1 < ω2 < 2ω1
14、X、Y兩種簡單化合物的溶解度與溫度、壓強的關系如圖所示。在常溫、常壓下，相同物質的量的X、Y的體積分別用M、N（單位：L）來表示，則M與N的關系正確的是　
A、M=N B、M > N
C、M << N D、M>> N
15、摩爾質量為Mg/mol的某物質在室溫下的溶解度為Sg/100gH2O，此時的飽和溶液的密度為ρg/ml，則該飽和溶液的物質的量的濃度是　
A、 B、
C、 D、
16、在一定溫度下，有x g的某鋁鹽溶液溶質的質量分數為a%，加入此鋁鹽無水物1g后恰好飽和，溶液的溶質質量分數為b%。
（1）寫出x值的關系式（用a、b表示）；
（2）求該溫度下鋁鹽的溶解度；
（3）若此鋁鹽相對分子質量為M，飽和溶液密度為d g?cm-3，又知1mol此鋁鹽能電離出5mol離子，則陰離子的物質的量濃度為多少？
17、某化學課外小組用含銅96%的廢銅屑制取膽礬（五水合硫酸銅）。將銅屑放入稀硫酸中，加熱并不斷鼓入空氣，在氧氣作用下便生成硫酸銅。
（1）寫出生成硫酸銅的化學方程式 ；
（2）現用1kg這種廢銅屑理論上能制取膽礬多少千克？
（3）將膽礬與生石灰、水按質量比依次為1：0.56：100混合配制成無機銅殺菌劑波爾多液：
①此波爾多液中Cu2+離子和Ca2+離子的物質的量之比為 （最簡整數比）。
②波爾多液有效成分的化學式可表示為CuSO4?xCu（OH）2?yCa（OH）2，此種配比當x＝1時，試確定y的數值。
18、下面是四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）：
NaNO3
KNO3
NaCl
KCl
10℃
80.5
20.9
35.8
31.0
100℃
175
246
39.1
56.6
（計算時假定：①鹽類共存時不影響各自的溶解度；②過濾晶體時，溶劑損耗忽略不計）
（1）取23.4 gNaCl和40.4 gKNO3，加70.0 gH2O，加熱溶解。在100℃時蒸發掉50.0gH2O，維持該溫度，過濾出晶體，計算所得晶體的質量（m高溫）。將濾液冷卻至10℃，待充分結晶后，過濾。計算所得晶體的質量（m低溫）。
（2）另取34.0 gNaNO3和29.8 gKCl，同樣進行如上實驗。10℃時析出的晶體是_________（寫化學式）。100℃和10℃得到的晶體質量m’高溫和m’低溫分別是多少？
19、著名的“侯氏制堿法”第一步反應是向飽和氨化食鹽水中通入二氧化碳，該反應可表示為：
NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl
有關物質的溶解度數據如下（g/100g水）：
NaCl NaHCO3 NH4Cl
10℃ 35.8 8.15 33.0
45℃ 37.0 14.0 50.0
45℃時，向434 g 飽和食鹽水中通入適量氨氣，再向其中通入過量二氧化碳后，上述反應進行完全。試計算并回答下列問題。
（1）反應完全后45℃時析出晶體的化學式是 ，析出的晶體的質量是 ；
（2）過濾除去晶體后再降溫至10℃，此時析出的晶體是（填化學式） ，所析出晶體的質量是 。
【試題答案】
1、B　　2、A　　3、A　　4、D　　5、D　　6、C　　7、D　　8、A　　9、A
10、D　11、D　　12、D　13、C　　14、C　　15、B
16、
17、（1）2Cu ＋ O2 ＋ 2H2SO4 ＝2CuSO4 ＋2H2O
（2）3.75kg （3）2:5 y=4
18、（1）m（高溫）=15.6g m（低溫）=36.9g
（2）KNO3和NaCl 15.6g 36.9g
19、（1）NaHCO3；129 g；　　　　
（2）NH4Cl 和NaHCO3；30.7 g

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