高考第一轮复习——胶体和溶液(学案含答案)

第1页年级高三学科化学版本苏教版内容标题胶体和溶液【本讲教育信息】一.教学内容：胶体和溶液二、教学目标1、了解分散系的概念及其分类依据，制备、重要性质、分离和应用。2、了解溶液的涵义、组成，理解不饱和溶液、饱和溶液、溶质的质量分数、溶解度、结晶和结晶水合物等概念。理解温度等条件对溶解度的影响，了解溶解度曲线的涵义。3、掌握有关溶质的质量分数、溶解度的计算及其与物质的量浓度的相互换算。掌握一定质量分数溶液的配制方法及步骤。三、教学重点、难点1、胶体的制备与性质2、溶液浓度的有关计算［教学过程］一、胶体：把一种或几种物质分散在另一种（或几种）物质中所得到的体系叫分散系，前者属于被分散的物质，称作分散质；后者起容纳分散质的作用，称作分散剂。当分散剂是水或其他液体时，如果按照分散质粒子的大小来分类，可以把分散系分为：溶液、胶体和浊液。分散质粒子直径小于1nm的分散系叫溶液，在1nm－100nm之间的分散系称为胶体，而分散质粒子直径大于100nm的分散系叫做浊液。1、下面我们列表比较几种分散系的不同：分散系溶液胶体浊液分散质的直径＜1nm1nm－100nm＞100nm分散质粒子单个小分子或离子许多分子结合体或高分子巨大数目的分子集合体实例溶液酒精、氯化钠等淀粉胶体、氢氧化铁胶体等石灰乳、油水等性质外观均一、透明均一、透明不均一、不透明稳定性稳定较稳定不稳定能否透过滤纸能能不能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2、胶体的性质、制备方法、聚沉、提纯：内容主要应用举例性质丁达尔效应一束光通过胶体时产生一条“光路”鉴别胶体和溶液布朗运动胶粒在胶体中做不停地、无规则运动－电泳胶粒在外加电场作用下做定向移动工厂除尘聚沉聚沉方法有加热、加入电解质、加入带相反电荷的胶体等必要时需破坏胶体制备水解法如氢氧化铁胶体的制备－聚沉方法加热加速胶粒运动，使之易于结合形成大颗粒如：制豆腐、工业制肥皂等；江河入海口加入电解质中和胶粒所带电荷，使之聚结成大颗粒第2页加入带相反电荷的胶体互相中和电性，减小同种电性的相互排斥而使之聚集成大颗粒附近形成沙洲等提纯渗析由于胶粒较大不能透过半透膜，而离子、小分子较小可透过半透膜，可用此法将胶体提纯净化、精制胶体，分离胶体和溶液说明：（1）胶体区别于其他分散系的本质特征是：分散质粒子直径在1nm－100nm之间；（2）胶体可通过滤纸而不能透过半透膜，证明滤纸上的小孔大于半透膜上的小孔，因此，可用过滤法分离胶体和浊液，用渗析法分离胶体和溶液。（3）丁达尔效应是用来鉴别胶体和溶液的最有效、最简单的方法。（4）胶体具有介稳性的原因是由于同种胶粒吸附相同的离子，带有同种电荷，同种电荷相互排斥，因此胶粒之间不能相互聚集在一起形成颗粒较大的粒子沉降下来。但整个胶体是呈电中性的，不显电性。（5）一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子带部分正电荷，非金属氧化物、金属硫化物等胶粒吸附阴离子带部分负电荷，同种胶粒吸附相同的离子带同种电荷。（6）胶体聚沉的原因是由于破坏了胶粒所带电荷之间的相互排斥，从而使胶粒之间可以相互聚集在一起形成颗粒较大的粒子沉降，加入电解质和带相反电荷的胶体，都可以破坏胶体内部的电荷平衡，使胶体聚沉，同时加热、加入酸碱等也可以使胶体聚沉。（7）胶体的制备方法主要有水解法（如：Fe（OH）3、Al（OH）3胶体的制备），复分解法（如：H2SiO3、AgI胶体的制备）和溶解法（如淀粉、蛋白质胶体的制备）等方法。（8）胶体按照分散剂种类不同可分为：气溶胶（如：烟、雾等）、液溶胶（如：Fe（OH）3、Al（OH）3胶体等）和固溶胶（如：玻璃、烟水晶等）二、溶液及有关溶液的计算：（一）基本概念：溶液：一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一、稳定、透明的混合物。溶液分为饱和溶液和不饱和溶液。饱和溶液：一定温度下，一定量溶剂中不能再溶解某种溶质的溶液，称为该种溶质在该温度下的饱和溶液。溶液是否饱和是相对的，改变温度、溶剂的量等因素，不饱和溶液与饱和溶液可以相互转变。溶质的质量分数：用单位质量溶液中所含溶质的质量表示的浓度。溶解度：一定温度下，某物质在100g溶剂里形成饱和溶液时所能溶解溶质的克数。溶解度通常用S表示，单位为克。一般用固体物质在25℃时的溶解度大小来衡量其溶解性。溶解度曲线：将某物质的溶解度随温度的变化表示出来的曲线。溶解度曲线上的点表示物质在该温度时的溶解度，溶液所处的状态为该温度下的饱和溶液；溶解度曲线下面的点，表示溶液所处的状态是不饱和状态；溶解度曲线上面的点，依其数据配制的溶液为对应温度时的过饱和溶液，即该溶质有剩余；两条溶解度曲线的交点，表示在该点所示的温度下，两种物质的溶解度相等。如：上图为硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线。由图可知：①当温度25℃时，硝酸钾与氯化钠的溶解度相等。②当温度＜25℃时，氯化钠的溶解度大于硝酸钾的溶解度。③图中P点表示KNO3对应的溶液是不饱和溶液④当温度为10℃时，硝酸钾的溶解度是20克。晶体在溶液中形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有2种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法。此法适用于温度升高，溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖，夏天温度高，湖面上无晶体出现；每到冬季，气温降低，纯碱（Na2CO3·10H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）第3页等物质就从盐湖里析出来。可以用重结晶法分离和提纯上述固体形成的混合物。（二）有关计算：关于溶解度和质量分数的计算基本公式：100)()(Smm溶剂溶质，SSmm100)()(溶液溶质，%100100SS（1）温度不变时，蒸发溶剂或加入溶剂时，析出或溶解的溶质的质量x：（2）若溶剂不变，改变温度，求析出或溶解溶质的质量x：（3）溶剂和温度改变时，求析出或溶解溶质的质量x：其方法是：先求饱和溶液中溶质和溶剂的质量，再求形成新饱和溶液中的溶剂、溶质质量，并与新饱和溶液的溶解度构成比例关系，计算。（4）加入或析出的溶质带有结晶水：既要考虑溶质质量的变化，又要考虑溶剂质量的变化，一般情况下，先求原饱和溶液的溶质和溶剂，再求构成的新饱和溶液中所含溶质与溶剂。说明：1、固体物质的溶解度大多数随温度升高而增大，少数受温度影响不大（如NaCl），极少数随温度升高而变小[如Ca（OH）2]。2、气体物质的溶解度随温度升高而变小，随压强增大而变大。3、由不饱和溶液通过一系列步骤可转变为饱和溶液：如蒸发溶剂、增加溶质、加入浓溶液以及降低温度等措施可使不饱和溶液转变为饱和溶液。饱和溶液也可以通过增大溶剂的质量以及升高温度等使其变为不饱和溶液。4、有关溶解度的计算的关键是：根据题目所给条件找准饱和溶液的组成，在溶液、溶质和溶剂三个量中根据方便选取任意两个量列比例。如：5、正确理解溶解度曲线上的点的含义：溶解度曲线上的点表示物质在该温度时的溶解度，溶液所处的状态为该温度下的饱和溶液；溶解度曲线下面的点，表示溶液所处的状态是不饱和状态；溶解度曲线上面的点，表示依其数据配制的溶液为对应温度时的过饱和溶液，即该溶质有剩余；两条溶解度曲线的交点，表示在该点所示的温度下，两种物质的溶解度相等。【典型例题】例1、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、浊液区别开来B、光线透过胶体时，可产生丁达尔效应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：胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径在1nm－100nm之间；因此由于胶体粒子具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，从而使胶粒带部分正电荷或负电荷，在外加电场作用下产生电泳现象；胶粒可透过滤纸，不能透过半透膜，因此可利用这一点分离胶体和溶液；同时，由于胶粒对光线的散射作用，使得光线垂直穿过胶体时可产生丁达尔效应，而穿过其他分散系时不能产生丁达尔效应，利用这一性质可鉴别胶体的存在；布朗运动是微观粒子共有的性质，不能用它来区别胶体和其他分散系。因此本题答案为：A答案：A例2、在一定量的澄清石灰水中，加入5.60克CaO后充分搅拌，静置恢复到原来的温度，发现石灰水下部有白色不溶物形成，则下列叙述正确的是：A、白色不溶物为CaO，其质量为5.60克B、白色不溶物为Ca（OH）2，其质量为7.40克第4页C、石灰水的浓度和质量都不会发生变化D、石灰水的质量将会减少，石灰水的pH不会发生变化解析：A错，因为加入CaO后，CaO和水作用生成Ca（OH）2并且析出Ca（OH）2，因为在生成Ca（OH）2时要消耗水，进而使原来饱和溶液中的溶质Ca（OH）2也析出一部分，因此，不溶物Ca（OH）2的质量应大于7.40克，所以B、C选项都是错误的；D对，虽然石灰水的质量要减少，但最后的溶液还是原来温度下的饱和溶液，故溶解度、质量分数、物质的量浓度等都不会发生变化，溶液的pH值也不会发生变化。答案：D例3、20℃时有a克硫酸铜溶液VmL。将溶液蒸发掉b克水后恢复到20℃，恰好全部生成硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O），则下列关系式错误的是：A、原硫酸铜溶液的密度为：ρ＝a/V（g/cm3）B、生成硫酸铜晶体的物质的量为：)OH5CuSO(24n＝（a－b）/250（mol）C、原硫酸铜溶液的物质的量浓度为：)CuSO(4c＝8（a－b）/V（mol/L）D、原硫酸铜溶液的质量分数为：)CuSO(4＝64（a－b）/a%解析：因为：CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O溶液的密度等于ρ＝m/V＝a/V（g/cm3）；原溶液中的CuSO4物质的量等于生成的CuSO4·5H2O的物质的量：（a－b）/250（mol），而溶液的体积为V×10－3L，则原CuSO4溶液的质量分数为：)CuSO(4＝m溶质/m溶液＝160（a－b）/250/a×100%＝64（a－b）/a%；原CuSO4溶液的物质的量浓度为＝)CuSO(4n/V×10－3＝（a－b）/250/V×10－3＝4（a－b）/V（mol/L）。所以本题的答案为C答案：C例4、下图是某物质的溶解度曲线。根据该图判断下列说法错误的是A、M点对应溶液是t2℃时的不饱和溶液B、在保持溶质质量不变的情况下，使M点达到饱和需降温（t2-t1）℃C、130gM点溶液最少要蒸发50g水后，才能成为t1℃的饱和溶液D、若保持温度不变，325gM点溶液需加入溶质60g才能达到饱和解析：溶解度曲线上的点表示物质在该温度时的溶解度，溶液所处的状态为该温度下的饱和溶液；溶解度曲线下面的点，表示溶液所处的状态是不饱和状态。所以M点属于该温度下的不饱和溶液，要使该不饱和溶液转化为饱和溶液，可采用降温、蒸发溶剂、增加溶质等方法，因此A和B答案正确，由于C、D中130克以及325克溶液中所含溶质的质量无法确定，因此要通过蒸发溶剂或增加溶质的方法使其变为饱和溶液时，蒸发溶剂的质量（C）或增加溶质的质量（D）无法确定，因此本题的答案为CD。答案：CD例5、将某温度下的KNO3溶液200g蒸发掉10g水，恢复到原温度，或向其中加入10g水，恢复到原温度，或向其中加入10gKNO3固体，均可使溶液达到饱和。试计算：（1）该温度下KNO3的溶解度。（2）原未饱和溶液中溶质的质量分数解析：（1）由题意知当10gKNO3固体加入10g水中即可形成饱和溶液，所以该温度下KNO3的溶解度为100g。（2）蒸发掉10gH2O得到190g饱和溶液，根据溶解度其溶质为95g。故原未饱和溶液第5页中溶质的质量分数为%5.4720095.（或加10gKNO3得到210g饱和溶液，其溶质为105g。故原未饱和溶液中溶质为95g，质量分数为%5.4720095。）答案：（1）该温度下KNO3的溶解度为100g.（2）原未饱和溶液中溶质的质量分数为47.5％。