題目列表(包括答案和解析)
4、膠體能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象的原因是膠粒使光線發(fā)生了( )
A、反射 B、散射 C、透射 D、折射
3、下列物質(zhì)中不屬于膠體的是( )
A、云霧 B、煙水晶 C、石灰乳 D、煙
2、下列事實與膠體性質(zhì)無關(guān)的是( )
A、在豆?jié){里加入鹽鹵做豆腐 B、河流入海處易形成沙洲
C、一束平行光線照射蛋白質(zhì)溶液時,從側(cè)面可看到光亮的通路
D、三氯化鐵溶液中滴入氫氧化鈉溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀
1、膠體區(qū)別于其它分散系最本質(zhì)的特征是( )
A、膠體微粒能發(fā)生電泳 B、膠體微粒的大小在1nm--100nm之間
C、膠體微粒帶有電荷 D、膠體有丁達爾現(xiàn)象
(三)膠體的制備方法
制備溶膠的必要條件是要使分散質(zhì)粒子大小在lnm-100nm之間。由于溶膠是熱力學不穩(wěn)定體系,在制備過程中還要加入穩(wěn)定劑(如電解質(zhì)或表面活性物質(zhì))。制備方法原則上有兩種,一是使固體顆粒變小的分散法,一是使分子或離子聚結(jié)成膠體的凝聚法。
常用的分散法有研磨法、膠溶法等。研磨法是把粗顆粒的固體放在膠體磨中研細,在研磨的同時要加入明膠等穩(wěn)定劑。膠溶法是通過向新生成并經(jīng)過洗滌的沉淀中加入適宜的電解質(zhì)溶液作穩(wěn)定劑,再經(jīng)攪拌,使沉淀重新分散成膠體顆粒而形成溶膠,這種過程稱為膠溶作用,如在新生成的Fe(OH)3沉淀中,加入少量FeCl3稀溶液可制得Fe(OH)3溶膠。
凝聚法有多種方法,應(yīng)用也比分散法廣泛,主要可分為化學反應(yīng)法、改換溶劑法等。所有反應(yīng),如復(fù)分解、水解、氧化還原、分解等,只要能生成難溶物,都可以通過控制反應(yīng)條件(如反應(yīng)物濃度、溶劑、溫度、pH、攪拌等)用來制備溶膠,這些被稱之為化學反應(yīng)法。例如:
(1)利用水解反應(yīng)
教材中介紹的Fe(OH)3溶膠的制備,利用的就是FeCl3的水解反應(yīng):
FeCl3(稀溶液)+H2OFe(OH)3(溶膠)+3HCl
如果將堿金屬硅酸鹽類水解,則可制得硅酸溶膠:
Na2SiO3(稀溶液)+2H20H2SiO3(溶膠)+2NaOH
(2)利用復(fù)分解反應(yīng)
可用稀的AgNO3溶液與稀的KI溶液的反應(yīng)來制備AgI溶膠:
AgNO3(稀溶液)+KI(稀溶液)AgI(溶膠)+KNO3
(3)利用分解反應(yīng)
把四羰基鎳溶在苯中加熱可得鎳溶膠:
Ni(CO)4Ni(溶膠)+4CO
(4)利用氧化還原反應(yīng)
把氧氣通入H2S水溶液中,H2S被氧化,得硫磺溶膠:
2H2S(水溶液)+O22S(溶膠)+2H2O
關(guān)于改換溶劑法則是利用一種物質(zhì)在不同溶劑中溶解度相差懸殊的性質(zhì)來制備溶膠,如把松香的酒精溶液滴入水中,由于松香在水中溶解度很低,溶質(zhì)以膠粒大小析出,即形成松香的水溶膠。
無論采用哪種方法,制得的溶膠常含有很多電解質(zhì)或其他雜質(zhì),除了與膠粒表面吸附的離子維持平衡的適量電解質(zhì)具有穩(wěn)定膠體的作用外,過量的電解質(zhì)反而會影響溶膠的穩(wěn)定性。因此,制備好的溶膠常常需要作凈化處理,最常用的凈化方法就是滲析。
例題精講
例1下列物質(zhì)中既屬于無機物,又屬于堿的是( )
A.Na2CO3 B.CH3OH C.CH3CH2OH D.Cu(OH)2
解析:Na2CO3是無機物,但屬于鹽;CH3OH和CH3CH2OH為有機物;Cu(OH)2為堿且為無機物,故答案應(yīng)選D。
答案:D
例2用特殊方法把固體物質(zhì)加工到納米級(1nm-100nm)的超細粉末粒子,然后制得納米材料。下列分散系中的分散質(zhì)的粒子的大小和這種納米粒子大小具有相同的數(shù)量級的是( )
A.溶液 B.懸濁液 C.膠體 D.乳濁液
解析:1nm-100nm就是膠體分散系中粒子的大小,跟這種超細粉末粒子大小具有相同數(shù)量級。
答案:C
例3 用下列方法來制備溶膠:①0.5mol/L BaCl2溶液和等體積的2mol/L H2SO4相混合并振蕩;②把1mL飽和三氯化鐵逐滴加入20mL沸水中,邊加邊振蕩;③把1mol/L水玻璃加入10mL 1mol/L鹽酸中,用力振蕩?尚械氖( )
A、只有①② B、只有①③ C、只有②③ D、①②③
解析:①操作,能生成BaSO4沉淀,并得不到膠體。②③是可行的。故應(yīng)選(C)
例4 已知AgI膠體微粒能吸附I-離子。在10mL 0.01mol/L KI溶液中,滴入8-10(1滴是1/20mL)0.01mol/L AgNO3溶液后,將溶液裝入半透膜袋中,并浸沒在蒸餾滴水里。隔一段時間后,水中含有的離子最多的是( )
A、H+、OH- B、K+、NO3- C、I- D、Ag+、NO3- E、K+
解析:制備AgI膠體的原理是:KI+AgNO3=AgI(膠體)+KNO3在制備過程中KI過量,由于AgI膠體微粒能吸附I-,故在溶液中含有較多離子的是K+、NO3 -。故應(yīng)選(B)。
例5、下列說法中正確的是( )
A、膠體區(qū)別于其它分散系的本質(zhì)特性是丁達爾現(xiàn)象
B、利用半透膜可除去淀粉溶液中的少量NaCl
C、Fe(OH)3膠體帶正電荷
D、加入電解質(zhì),膠體能發(fā)生凝聚
分析:本題主要考查的是膠體的概念及其對性質(zhì)的理解與應(yīng)用能力。膠體區(qū)別于其它分散系的本質(zhì)特性是分散質(zhì)微粒的直徑大小,膠粒的直徑在1nm-100nm之間而溶液中的溶質(zhì)分子或離子直徑小于1nm。因此當入射光線通過膠體時,光會發(fā)生散射,這時膠粒本身好象一個光源,而產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象。當入射光通過溶液時,光發(fā)生透射,不產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象。同樣由于膠粒直徑較大,它不能透過半透膜,而溶液中的離子或分子能透過半透膜。因此可用滲析的方法來提純淀粉膠體。同溶液一樣,膠體也是電中性的,因此,只能說Fe(OH)3膠粒帶電荷,不能說Fe(OH)3膠體帶電荷;根據(jù)分散劑狀態(tài)不同,膠體可分為氣溶膠、液溶膠、固溶膠三種,加入電解質(zhì)只能使溶膠凝聚,其他溶膠則不能。因此在所列敘述中只有B是正確的。
答:B
例6、分別向Fe(OH)3膠體溶液中逐滴加入下列各種液體,將發(fā)生什么現(xiàn)象?為什么會發(fā)生這些現(xiàn)象?
(1)蒸餾水 (2)0.5mol/L MgSO4溶液 (3)0.5mol/L H2SO4溶液 (4)蔗糖水溶液
分析:解答這類問題,既要考慮膠體特性,又要顧及加入試劑的某些性質(zhì)。例如對于向Fe(OH)3膠體溶液中加入硫酸鎂溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀,有些同學片面理解為Fe(OH)3與MgSO4發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng),生成了難溶的Mg(OH)2沉淀。這是對Fe(OH)3膠體特征不理解的結(jié)果。事實上Mg(OH)2的溶解度比Fe(OH)3大,因此Fe(OH)3與MgSO4之間不可能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng);再說,Mg(OH)2是白色沉淀。而向Fe(OH)3膠體溶液中加入MgSO4溶液,出現(xiàn)的是紅褐色沉淀。正確的解釋是Fe(OH)3膠粒帶正電荷,MgSO4溶液是電解質(zhì)溶液,溶液中SO42-帶負電荷,它與膠粒發(fā)生電性中和,使膠體凝聚,從而出現(xiàn)Fe(OH)3沉淀。
解答這類問題,還要正確全面地分析可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象,不胡亂瞎猜。如Fe(OH)3膠體溶液中逐滴加入0.5mol/L H2SO4溶液,有些同學只說成依然為澄清溶液,或者只認為產(chǎn)生紅褐色沉淀。顯然這些結(jié)論是片面的錯誤的。前者同學只考慮到H2SO4能與Fe(OH)3反應(yīng)而未考慮H2SO4是電解質(zhì),它能中和膠粒由于吸附離子而產(chǎn)生的電性,使膠體發(fā)生凝聚;而后者同學只考慮膠體發(fā)生凝聚的一方面,而未考慮到隨著H2SO4溶液的滴入。溶液中H+濃度隨之逐漸增大,產(chǎn)生的Fe(OH)3沉淀又會溶解。
解:(1)向Fe(OH)3溶膠中逐滴加入蒸餾水,因水不會與Fe(OH)3反應(yīng),所以無明顯現(xiàn)象發(fā)生,也不會影響膠體的穩(wěn)定性。
(2)由于MgSO4是電解質(zhì),所以在Fe(OH)3膠體中加入MgSO4溶液后,使Fe(OH)3膠粒凝聚生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。
(3)H2SO4是電解質(zhì),當向Fe(OH)3膠體中逐滴加入H2SO4時,先使Fe(OH)3膠粒凝聚生成紅褐色Fe(OH)3沉淀,但繼續(xù)加入H2SO4溶液,溶液酸性增強。H2SO4與Fe(OH)3沉淀反應(yīng),使Fe(OH)3溶解。
2 Fe(OH)3+3 H2SO4= Fe2(SO4)3+6H2O
(4)蔗糖是非電解質(zhì),所以在Fe(OH)3膠體中加入蔗糖溶液無現(xiàn)象發(fā)生。
4.實戰(zhàn)演練
1、膠體的本質(zhì)特征:分散質(zhì)粒子大小在1nm-100nm之間
2、膠體的制備與提純:
實驗室制備膠體的方法一般用凝聚法,利用鹽類的水解或酸、堿、鹽之間的復(fù)分解反應(yīng)來制備。例如Fe(OH)3、Al(OH)3膠體就是利用鹽類的水解方法來制得。
利用膠體中的雜質(zhì)離子或分子能穿透半透膜,而膠體微粒不能透過半透膜的特點,可用滲析法來提純、精制膠體。
3、膠體的分類:
分散劑是液體--液溶膠。如Al(OH)3膠體,蛋白質(zhì)膠體
(1)按分散劑的狀態(tài)分 分散劑是氣體--氣溶膠。如霧、云、煙
分散劑是固體--固溶膠。如煙水晶、有色玻璃。
(2)按分散質(zhì)的粒子分 粒子膠體--膠粒是許多“分子”的集合體。如Fe(OH)3膠體。
分子膠體--膠粒是高分子。如淀粉溶膠,蛋白質(zhì)膠體等。
4、膠體的性質(zhì)與應(yīng)用:
(1)從膠體微粒大小,認識膠體的某些特征。由于膠體微粒在1nm-100nm之間,它對光有一定的散射作用,因而膠體有特定的光學性質(zhì)--丁達爾現(xiàn)象;也正是由于膠粒直徑不大,所以膠體也有它的力學性質(zhì)--布朗運動;膠體粒子較小,其表面積較大,具有強大的吸附作用,它選擇吸附了某種離子,帶有電荷,互相排斥,因而膠體具有相對穩(wěn)定性,且顯示膠體的電學性質(zhì)--電泳現(xiàn)象。
(2)根據(jù)膠體的性質(zhì),理解膠體發(fā)生凝聚的幾種方法。正是由于膠體微粒帶有同種電荷,當加入電解質(zhì)或帶相反電荷的膠粒時,膠體會發(fā)生凝聚;加熱膠體,膠粒吸附的離子受到影響,膠體也會凝聚。如果膠粒和分散劑一起凝聚成不流動的凍狀物,這便是凝膠。
(3)利用膠體的性質(zhì)和膠體的凝聚,可區(qū)別溶液和膠體。
1)膠體有丁達爾現(xiàn)象,而溶液則無這種現(xiàn)象。
2)加入與分散質(zhì)不發(fā)生化學反應(yīng)的電解質(zhì),溶液無明顯現(xiàn)象,而膠體會產(chǎn)生凝聚。
3.例題精講
例1 下列敘述中,正確的是:
A:某物質(zhì)中只含有一種元素,該物質(zhì)一定是純凈物。
B:某晶體中含有陽離子,則必定含有陰離子。
C:金屬晶體的自由電子屬整個晶體所共有。
D:金屬晶體發(fā)生形變時其內(nèi)部金屬離子與自由電子的相互作用消失了。
解析:由同素異形體(如金剛石、石墨)組成的混合物中只含有一種元素,故A的敘述是錯誤的;在金屬晶體中含有金屬陽離子卻不含有陰離子,故B的敘述是錯誤的;金屬雖發(fā)生形變,只是“各層之間發(fā)生了相對的滑動”,但不致斷裂,就是因為“金屬離子和自由電子之間較強的相互作用仍然存在”,故B的敘述也同樣是錯誤的,所以只有C項是正確的,應(yīng)選C。
例2 下列金屬晶體中,金屬離子和自由電子的相互作用最弱的是:
A:鈉 B:鉀 C:鎂 D:鋁
解析:鈉、鎂、鋁屬于同一周期,在同一周期中,從左到右,“作用”增強,故鈉、鎂、鋁中,“鈉”最弱;在同一主族中,從上到下,“作用”減弱,鈉和鉀同屬堿金屬元素,鉀在鈉的下方,“作用”不如鈉,故選B。
例3.下列各組物質(zhì)中,按熔點由低到高排列正確的是 ( )
A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2
C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2
解析:本題主要考查離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體四類典型晶體熔點的關(guān)系。一般的分子晶體的熔點低于金屬晶體與離子晶體,這兩種晶體的熔點又低于原子晶體。同一類型晶體間,其微粒之間的作用力越強,熔點越高。A組中O2、I2、Hg常溫下分別是氣體、固體和液體,所以熔點應(yīng)為O2<Hg<I2,A不符合題意。B中CO2、KCl、SiO2分別屬于分子晶體、離子晶體和原子晶體,它們的熔點由低到高的順序為:CO2<KCl<SiO2,符合題意要求。C中的晶體都是金屬晶體,結(jié)合堿金屬的知識,熔點應(yīng)為Na>K>Rb,C不符合題意。D中SiC、NaCl、SO2分別屬于原子晶體、離子晶體和分子晶體,它們的熔點為SiC>NaCl>SO2。
故選B。
例4 將相同質(zhì)量的鎂條分別在①氧氣中②空氣中③氮氣中④二氧化碳中完全燃燒,燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是 ( )
A.②①③④ B.④①②③
C.③②①④ D.③①②④
[思路]: 本題考查Mg在O2、N2、CO2中燃燒的反應(yīng)以及定量分析問題的能力,只要能利用質(zhì)量守恒定律,逐一分析其質(zhì)量關(guān)系,即可解題。
[解析]:
Mg在氧氣中:2Mg+O2 = 2MgO
Mg在氮氣中:2Mg+O2 = 2MgO(主) 3Mg+N2 = Mg3N2(微量)
Mg在二氧化碳中:2Mg+CO2 = 2MgO+C
依元素守恒法,1mol Mg燃燒生成1mol MgO,質(zhì)量增加16g;1mol Mg燃燒生成1/3mol Mg3N2,質(zhì)量增加28/3g;1molMg在二氧化碳中燃燒,固體產(chǎn)物分別為1/2mol在C和1mol的MgO,質(zhì)量增加6g+16g=22g。因此,相同質(zhì)量的鎂粉若分別在上述氣體中燃燒,所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量的大小關(guān)系是在二氧化碳中燃燒最大,應(yīng)選C。
[注意]:Mg在二氧化碳中燃燒時,不存在2Mg+CO2 = 2MgO+C的反應(yīng),這是因為在空氣中的主要成分是N2和O2,只含微量的CO2,O2的氧化性遠強于CO2,所以存在過量O2的條件下,不可能發(fā)生與CO2的反應(yīng)(即使假定發(fā)生了此反應(yīng),生成的C也會繼續(xù)與O2反應(yīng)生成CO2,最終結(jié)果也相當于沒反應(yīng))。
例5、如何用化學方法除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì),寫出有關(guān)的化學方程式:
(1)鋁中含少量的鎂 (2)鎂中含少量的鋁
[思路]:提純物質(zhì)主要應(yīng)考慮:①利用被提純物質(zhì)與雜質(zhì)的不同化學性質(zhì),②所加試劑最好只與雜質(zhì)作用,不改變被提純的物質(zhì),③不要引入新雜質(zhì),④反應(yīng)較快,操作方便,被提純物質(zhì)易于分離出來。
[解析]本題所給物質(zhì)為金屬混合物,主要從金屬活潑性來考慮。(1)中的鎂比鋁活潑,可利用金屬與鹽的轉(zhuǎn)換反應(yīng)除雜。(2)中的鋁能與強堿溶液反應(yīng),鎂不能,可選用強堿溶液作試劑。
答案:(1)將混合物加入足量的氯化鋁溶液中,充分反應(yīng)后過濾。
3Mg+2AlCl3=3MgCl2+3Al
(2) 將混合物加入足量的氫氧化鈉溶液中,充分反應(yīng)后過濾。
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
例6.若鎂粉著火,請注意不要用泡沫滅火器滅火,也不要用干粉滅火器滅火。簡述理由(提示:泡沫滅火器產(chǎn)生CO2和H2O等,干粉滅火器中含NaHCO3)。
[思路]:本題應(yīng)從Mg活潑的化學性質(zhì)入手。
[解析]:在泡沫滅火器噴射出CO2和H2O的混合物時,Mg可與CO2和H2O反應(yīng),會促進燃燒,事與愿違。
2Mg+CO2 = 2MgO+C Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 2H2+O2=2H2O
干粉滅火器中:2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,Mg仍在CO2中燃燒,所以不能使用。
例7:等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁分別與1L1mol/L的鹽酸作用產(chǎn)生氫氣,可出現(xiàn)下列四種情況:①Na<Mg<Al;②Na<Mg=Al;③Na=Mg=Al;④Na>Mg=Al.討討論上述四種情況所需金屬的物質(zhì)的量分別在何范圍?
[思路]:本題可用分段討論的方法,但比較繁瑣,用作圖法則方便快捷.
[解析]:化學反應(yīng)中,反應(yīng)物與生成物的量通常成線性關(guān)系,作圖時可利用特殊點(如剛開始反應(yīng),恰好完全反應(yīng)等)畫出投入金屬量與產(chǎn)生氫氣量的關(guān)系圖,各種情況一目了然.
根據(jù)Na-H+- H2 Mg-2H+-H2
Al-3H+- H2
對于Na:起點O(0,0),鹽酸恰好完全反應(yīng)時為A點(1,1/2 );
對于Mg:起點O(0,0),鹽酸恰好完全反應(yīng)時為B點( 1/2、1/2 );
對于Al:起點O(0,0),鹽酸恰好完全反應(yīng)時為C點(1/3 ,1/2 )
顯然,當n<1/2 時,Na<Mg<Al
當 1/2≤n<1時,Na<Mg=Al
3.明礬是一種凈水劑,明礬溶于水后Al3+能與水反應(yīng):
Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+
有膠狀A(yù)l(OH)3沉淀生成,可以吸附水中懸浮的雜質(zhì),而不能除去溶解在水中的物質(zhì)。
礬是一價金屬(M+)或銨根離子(NH4+)和三價金屬(M3+)硫酸鹽的含水復(fù)鹽的總稱。它的種類很多,其通式為(M2SO4·M2(SO4)3·24H2O),例如:明礬K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,鐵銨礬(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O等。習慣上把某些含有結(jié)晶水的硫酸鹽也稱為礬,如膽礬(CuSO4·5H2O),綠礬(FeSO4·7H2O)等,它們不屬于真正的礬,完全是人們的習慣稱呼。
2.復(fù)鹽可以看作是兩種簡單的鹽復(fù)合而成的,但復(fù)鹽屬于純凈物,復(fù)鹽與普通正鹽或酸式鹽的區(qū)別在于復(fù)鹽電離時,可以電離出兩種不同的金屬離子(或一種是銨根離子)。
例如:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42- (兩種金屬離子)
明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、光鹵石[KCl·MgCl2·6H2O]等均為復(fù)鹽。
絡(luò)鹽:指含有絡(luò)離子的鹽類,象Na3AlF6,[Ag(NH3)2]OH等,絡(luò)鹽中絡(luò)離子在溶液中十分穩(wěn)定,很難電離。如:Na3AlF6=3Na++AlF6-,這是絡(luò)鹽與復(fù)鹽的明顯區(qū)別。
1.合金的組成成份,可以是不同的金屬,也可以是金屬和非金屬,不要望文生義,把合金理解為只是金屬與金屬的熔合,從而使合金的外延變窄。一般來說,合金的硬度一般比它的各成份金屬的大,如硬鋁(含少量的Cu、Mg、Mn、Si等);合金的熔點比它的各成份金屬的熔點都低,如K-Na合金可以作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑;又如做保險絲材料的“伍德合金”,是錫、鉍、鎘、鉛按1:4:1:2質(zhì)量比組成的合金,熔點僅為67℃,比水的沸點還低,因此,當電路上電流過大,電線發(fā)熱到70℃左右,保除絲即可熔化,自動切斷電路,保證電路安全。
合金可以分為三種類型:
(1)金屬固熔體:這是一種金屬均勻地分布在另一種金屬內(nèi)形成的復(fù)合體,是固態(tài)溶液。如黃銅(67%Cu、33%Zn),銀與金的合金都是金屬固溶體。
(2)金屬互化物:金屬與金屬之間形成的化合物。其組成有的是固定不變的,如銅化鋅(ZnCu)、碳化鐵(Fe3C)等,有的是可變的,如銅錫合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多種不同組成。金屬互化物不能用通常的化合價來解釋。
(3)機械混合物:其晶體由兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)混合而成的,每一小晶體中只有一種金屬。同前兩類合金不同,機械混合物的組成是非均一的。鋼、生鐵、青銅等屬于這一類合金。
從以上介紹可以看出籠統(tǒng)的說合金是混合物還是化合物都是不合適的。
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