2020届高考化学一轮复习溶液与胶体学案

2020届高考化学一轮复习溶液与胶体学案

溶液与胶体 知识体系 ‎1.胶体的性质及应用 ‎(1)胶体由于分散质粒子直径在1 nm～100 nm之间，表面积大，有强的吸附能力，因而表现出下列特性：‎ ‎①能通过滤纸而不能透过半透膜——用于悬浊液、胶体、溶液的分离。‎ ‎②对光的散射作用——一束光通过胶体时产生一条光亮通路——丁达尔效应——鉴别溶液和胶体。‎ ‎③受水分子从各个方向大小不同的撞击作用——胶粒在胶体中做不停息地、无规则运动——布朗运动——胶体能均一、较稳定存在的原因之一。‎ ‎④胶粒在胶体溶液内对溶液中的离子发生选择吸附使胶体粒子带电〔例Fe(OH)3胶粒带正电，硅酸胶体的粒子带负电〕——胶粒在外加电场作用下做定向移动——电泳——除尘——胶体能稳定存在的主要原因。‎ ‎(2)胶粒带电规律：一般来讲金属氧化物及其水化物形成的胶体粒子带正电荷；非金属氧化物及水化物、金属硫化物形成的胶体粒子带负电荷。‎ ‎(3)胶体的聚沉方法及应用 ‎①加热——加速胶体粒子运动，使之易于结合成大颗粒。‎ ‎②加入电解质——中和胶粒所带电荷，使之聚结成大颗粒。‎ ‎③加入带相反电荷的胶体——互相中和电性，减小同种电荷的相互排斥作用而使之聚集成大颗粒。‎ ‎④应用：如制豆腐、工业制肥皂，解释某些自然现象，如三角洲。‎ ‎2.关于溶解度计算的方法 ‎(1)温度不变时，蒸发溶剂或加入溶剂时，析出或溶解溶质的质量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：‎ 先求饱和溶液中溶质和溶剂的质量，再求形成的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 溶液的溶质与溶剂，再求构成新饱和溶液中所含溶质与溶剂。‎ 基础过关 第1课时 溶液、饱和溶液、不饱和溶液 ‎1.溶液的概念：一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一、稳定的混合物。‎ ‎2.溶液的组成:溶液=溶质+熔剂 ‎ 溶质：被分散的物质。如食盐水中的NaCl；氨水中的NH3；碘酒中的I2‎ ‎ 溶剂：溶质分散其中的物质。如食盐水、氨水中的水；碘酒中的酒精 ‎3.溶解过程：溶质分散到溶剂里形成溶液的过程叫溶解。物质溶解时，同时发生两个过程：‎ ‎ ‎ 溶解是一个物理、化学过程，并伴随着能量变化，溶解时溶液的温度是升高还是降低，取决于上述两个过程中放出和吸收热量的相对大小。如：浓硫酸稀释溶液温度升高，NH4NO3溶于水溶液温度降低。‎ ‎4.溶解平衡 在一定条件下，溶解速率等于结晶速率的状态叫溶解平衡。溶解平衡是动态平衡，溶解和结晶仍在进行。达到溶解平衡的溶液是饱和溶液，它的浓度一定，未达到溶解平衡的溶液是不饱和溶液，通过加入溶质、蒸发溶剂、改变温度等方法可使不饱和溶液成为饱和溶液。‎ 未溶解的固体溶质溶液中的溶质 典型例题 ‎【例】向‎200C的饱和澄清石灰水(甲溶液)中投入适量的氧化钙粉末，充分反应，下列说法错误的是( ) ‎ A.溶液温度末冷却到‎200C时，溶液一定是饱和溶液 ‎ B.溶液温度末冷却到‎200C时，溶质质量分数比甲溶液大 ‎ C.溶液温度恢复到‎200C时，溶液质量比甲溶液小 ‎ D.溶液温度恢复到‎200C时，溶液的溶质质量分数和甲溶液的相等 ‎ ‎[解析]Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高而降低。向‎200C的饱和澄清石灰水中投入适量的氧化钙粉末，加入的CaO会与水反应生成Ca(OH)2，不仅消耗了溶剂水，并且反应会放出大量的热，使溶液的温度升高，所以当溶液的温度等于‎200C时，肯定会有溶质Ca(OH)2析出，所得的溶液仍为饱和溶液，溶质的质量分数不变。‎ ‎[答案]B 基础过关 第2课时 溶解度、溶质的质量分数 ‎1.固体的溶解度 ‎(1)定义：在一定温度下，某固态物质在‎100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。‎ 注意点：①一定温度 ②‎100g溶剂 ③达到溶解平衡状态（饱和状态）④单位是克(g)‎ ‎(2)有关关系式：S(溶解度)= ‎ 陡升型(KNO3)‎ 缓升型(NaCl)‎ 下降型(Ca(OH)2)‎ S/g T/℃‎ ‎(3)溶解度曲线：‎ 溶解度曲线是溶解度随温度变化的一种 表示方法。溶解度曲线可表示：‎ ‎①同一物质在不同温度时的不同溶解度；‎ ‎②不同物质在同一温度时不同溶解度；‎ ‎③物质溶解度受温度变化影响的大小；‎ ‎④比较不同物质的溶解度的大小。‎ ‎2.气体的溶解度 ‎ 在一定温度和1.01×105Pa时，1体积溶剂里达到溶解平衡时溶解的气体体积数（要换算成标准状况时的气体体积）。气体溶解度随温度的升高而减小，随压强的增大而增大。‎ ‎3.溶质质量分数（a%）‎ 溶质质量分数=‎ 典型例题 ‎【例1】 碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：‎ 已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为‎34.2g、‎12.7g和‎1.3g． ‎ ‎（1）步骤Ⅰ前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________．‎ ‎（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+‎ ‎、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。 ‎ ‎（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________．‎ ‎（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为________________．‎ ‎（5）从母液中可回收的主要物质是_____________．‎ 解析：（1）粉碎可以增大接触面积，加快反应速率 （2） 要增强溶液的碱性，只能加入石灰石 （3） 可以氧化为，石灰乳和使得沉淀 （4） 步骤Ⅲ生成的沉淀是,离子方程式为：‎ （5） 母液中的溶质是、，可以回收。‎ 答案：（1）加快反应速率 ‎（2）石灰石 ‎（3）‎ ‎（4）‎ ‎（5）。‎ ‎【例2】一水硫酸四氨合铜（Ⅱ）的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，设计的合成路线为：‎ 相关信息如下：‎ ‎①[Cu(NH3)4]SO4·H2O在溶液中存在以下电离（解离）过程：‎ ‎[Cu(NH3)4]SO4·H2O＝[Cu(NH3)4]2++ +H2O ‎[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3‎ ‎②（NH4）2SO4在水中可溶，在乙醇中难溶。‎ ‎③[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇·水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下：‎ ‎ ‎ 请根据以下信息回答下列问题： 图3‎ ‎（1）方案1的实验步骤为：‎ a. 加热蒸发 b. 冷却结晶 c. 抽滤 d. 洗涤 e. 干燥 ‎①步骤1的抽滤装置如图3所示，该装置中的错误之处是 ；抽滤完毕或中途停止抽滤时，应先 ，然后 。‎ ‎②该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体中往往含有 杂质，产生该杂质的原因是 。‎ ‎（2）方案2的实验步骤为：‎ a. 向溶液C中加入适量 ，b. ，c. 洗涤，d. 干燥 ‎①请在上述内填写合适的试剂或操作名称。 ‎ ‎②下列选项中，最适合作为步骤c的洗涤液是 。‎ A. 乙醇 B. 蒸馏水 C. 乙醇和水的混合液 D. 饱和硫酸钠溶液 ‎③步骤d不宜采用加热干燥的方法，可能的原因是 。‎ 试题解析：‎ 本题所示的制取过程和课本的银铵溶液的配置过程类似。综合考察了过滤、抽滤实验、沉淀洗涤与干燥及结晶等实验操作与原理。‎ ‎（1）①漏斗口斜面反转才正确；先断开漏斗与安全瓶的连接，然后关闭水龙头。‎ ‎ ②含有CuSO4晶体杂质；加热蒸发时促进了[Cu(NH3)4]2+ 电离产生Cu2+。和[Cu(NH3)4]SO4·H2O电离产生的硫酸根离子在冷却结晶时析出CuSO4晶体杂质。‎ ‎（2）a. 向溶液C中加入适量（NH4）2SO4, 目的：促使NH3+H2O NH3H2O NH4++OH 向生成更多NH3的方向移动，抑制[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3。b.过滤。只要一般的过滤就可以。抽滤针对含结晶水的化合物不适用。‎ ‎②因[Cu(NH3)4]SO4·H2O在水溶液中可以完全电离，故，选择的洗涤剂为A. 乙醇。‎ ‎③加热干燥可以导致失去结晶水。‎ 教与学提示：‎ 实验、化学平衡移动、结晶方式这些内容都是和实验有密切联系的。在高考复习的教学中尽量还原、复原课本实验，尽量将课本实验综合化是重要的复习思路。‎ 基础过关 第3课时 胶体及其性质 ‎1.胶体的本质特征：分散质粒子的直径大小在1nm～100nm之间 ‎2.胶体的分类 ‎ 气溶胶——雾、云、烟 ‎ 按分散剂状态分 液溶胶——Fe(OH)3胶体、蛋白质溶液 胶体 固溶胶——烟水晶、有色玻璃 按分散质分 粒子胶体—分散质微粒是很多分子或离子的集合体，如Fe(OH)3胶体 ‎ 分子胶体—分散质微粒是高分子，如淀粉溶液，蛋白质溶液 ‎3.胶体的重要性质 ‎①丁达尔现象：光通过胶体时所产生的光亮的通路的现象。胶体的丁达尔现象是由于胶体微粒对光线的散射而形成的，溶液无此现象，故可用此法区别溶液和溶胶。‎ ‎②布朗运动：胶体粒子所作的无规则的、杂乱无章的运动。布朗运动是分子运动的体现。‎ ‎③电泳现象：在外加电场的作用下，胶粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象。工业生产中可利用电泳现象来分离提纯物质。‎ 胶体微粒 吸附的离子 胶粒带的电荷 在电场中胶粒移动方向 金属氢氧化物、金属氧化物 阳离子 正电荷 阴极 非金属氧化物、金属硫化物 阴离子 负电荷 阳极 例如：在电泳实验中，Fe(OH)3胶体微粒向阴极移动，使阴极附近颜色加深，呈深红褐色；而As2S3胶体微粒向阳极移动，使阳极附近颜色加深，呈深金黄色。‎ ‎④胶体的聚沉：一定条件下，使胶体粒子凝结而产生沉淀。胶体聚沉的方法主要有三种：a.加入电解质 b.加入与胶粒带相反电荷的另一种胶体 c.加热。如：制皂工业生产中的盐析，江河入海口三角洲的形成等等。‎ ‎⑤渗析：依据分散系中分散质粒子的直径大小不同，利用半透膜把溶胶中的离子、分子与胶粒分离开来的方法。利用渗析可提纯胶体。‎ 典型例题 ‎【例1】下列叙述正确的是 A．铝制容器可盛装热的H2SO4 ‎ B．Agl胶体在电场中自由运动 C．K与水反应比Li与水反应剧烈 D．红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3‎ ‎8. 答案C ‎【解析】本题考察物质的性质。A项，铝与热的浓硫酸反应，错误。B项，AgL胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。C项，K比Li活泼，故与水反应剧烈，正确。D项，P与过量的反应，应生成,错误。‎ ‎【误区警示】铝在冷、热中发生钝化，但是加热则可以发生反应，胶体自身不带电，但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们，化学学习的平时学生一定要严谨，对细小知识点要经常记忆，并且要找出关键字、词。‎ ‎【例2】下列现象或应用不能用胶体知识解释的是 A.肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析进行治疗 B.牛油与NaOH溶液共煮，向反应后所得的溶液中加入食盐析出固体 C.氯化铝溶液中加入小苏打溶液会产生白色沉淀和气体 D.水泥冶金厂常用高压电除去工厂烟尘，减少对空气污染 解析：本题取材于生活实际，考查学生运用知识的能力。人体的血液为血红蛋白胶体，血液透析即为胶体的渗析；牛油与NaOH溶液共煮发生皂化反应，加入食盐便发生聚沉；C项是两种离子的双水解反应；D项运用的是胶体的电泳。‎ 答案：C