【內(nèi)容】
復(fù)習(xí)《溶液》
【目標】
了解分散系概念、掌握有關(guān)溶液、溶解度概念及其計算、掌握有關(guān)膠體知識
【知識講解】
分散系:一種(或幾種)物質(zhì)的微粒分散到另 一種物質(zhì)里形成的混合物
注意:1.微!梢允菃蝹分子或離子或分子集合體
分散質(zhì)——被分散成微粒的物質(zhì)
2.分散系組成
分散劑——微粒分散在其中的物質(zhì)
分散質(zhì)、分散劑是相對還是絕對的?(相對)
3.根據(jù)分散系定義可知:分散系一定是純凈物還是混合物? (混合物)是否一定是液體?(不是,可以是固體如玻璃水泥等,可以是氣體如空氣,可以是液體,常見分散系為液體)
下面復(fù)習(xí)常見三類分散系的特點.
濁液
懸濁液 乳濁液
溶 液
膠 體
定 義固體小顆粒 小液滴懸浮
懸浮于液體 于液體一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)形成均一穩(wěn)定混合物分散質(zhì)微粒直徑在
10-9~10-7m之間的分散系
特 點不穩(wěn)定,不均一,久置分層穩(wěn)定、均一穩(wěn)定、均一
本 質(zhì)差 別分散質(zhì)微粒直徑>10-7m分散質(zhì)微粒直徑<10-9m分散質(zhì)微粒直徑在
10-9~10-7m
能 否透 過濾 紙
懸濁液不能
能
能
能 否透 過 半 透膜
不能
能
能
一.膠體
11.膠體制備——中學(xué)常用凝聚法
(1)Fe(OH)3膠體:飽和Fe Cl3溶液加到沸水中煮沸即得,利用了鹽類水解原理制得
Fe3++3H2O △ Fe(OH)3(膠體)+3H+
思路:制Fe(OH)3膠體時,能否長時間煮沸?(不能,否則要凝聚)
(2)AgI膠體制備:將AgNO3滴入KI溶液或?qū)I溶液滴入AgNO3溶液,要成功制得AgI膠體關(guān)鍵是:兩種溶液濃度均要很低(≤0.01mol/L).一種溶液過量(取10ml),另一種溶液必須少量,只能用滴管滴加8~10滴,否則只能制得AgI沉淀.
同學(xué)們頭腦里一定存在這樣一個問題:膠體的分散質(zhì)實際上是不溶物,為什么久置并不沉淀下來?
首先要明確:膠粒(分散質(zhì))是否是單個分子?一般不可能(除高分子溶液如蛋白質(zhì),淀粉等).通常均為分子集合體,即多個分子聚集而成,其次,膠粒半徑小→其表面積大→吸附性強,可吸附與組成膠粒 相同或相近的陰、陽離子→膠粒帶有同種電荷,相互間斥力較大,因而不能凝聚形成沉淀.
例1 AgI膠體制備,若將0.01mol/LAgNO38—10滴逐滴加入到10ml 0.01mol/LKI溶液中,則AgI膠粒吸附較多的I-(KI過量),膠粒帶負電,若反之,則AgI膠粒吸附較多的Ag+(AgNO3過量),膠粒帶負電.
例2 As2S3膠體制備方法是將稍過量的H2S氣體通入到H3AsO3中,
3H2S+2H3AsO3=As2S3+6H2O,As2S3膠粒帶負電,則其膠粒最可能吸附較多的離子是:
A、S2- B、As3+ C、HS- D、OH-
分析:由于其膠粒帶負電,吸附較多的肯定是陰離子,因H2S過量,它又是一種弱酸,主要發(fā)生一級電離H2S H++HS-,因此,正確答案為C.
例3 土壤膠體膠粒帶負電,下列化肥施入水稻田中,肥效較差的是:
A、NH4Cl B、NH4HCO3 C、(NH4)2SO4 D、NH4NO3
分析:土壤膠粒帶負電(不告訴我們這個條件也應(yīng)該聯(lián)想得到:凈化渾濁的河水用明礬,即利用Al(OH)3膠體性質(zhì),使之凝聚,顯然Al(OH)3膠粒帶正電,渾濁河水膠粒帶負電),因此吸附陽離子(NH4+)能力較強,而不易吸附陰離子,顯然NH4NO3中NO3-不易被土壤吸收因而肥效較差.
膠體膠粒所帶電荷判斷方法:
金屬氧化物、氫氧化物膠粒帶正電,如Al(OH)3、Fe(OH)3膠體
非金屬氧化物、金屬硫化物膠粒帶負電,如H2SiO3、As2S3膠體.
2、膠體性質(zhì):
⑴布朗運動——是否只有膠體才具有該性質(zhì)?(不是)
⑵丁達爾現(xiàn)象——膠體獨有的性質(zhì),因此用于鑒別膠體與其它分散系最簡單的方 法.
⑶電泳現(xiàn)象——可鑒別膠體與其它分散系,主要用于證明膠粒帶電且?guī)в泻畏N電荷,反之,若已知膠粒帶何種電荷[如Fe(OH)3膠體]可驗證蓄電池的正負極.
思考:通過一個簡單實驗,證明KMnO4溶液的顏色由MnO4-引起而不是K+引起?(通直流電,陽極區(qū)顏色加深)
⑷膠體的凝聚
①加入電解質(zhì)溶液:之所以能凝聚是因為電解質(zhì)電離出來的陽離子或陰離子與膠粒所帶的負電荷或正電 荷電性中和,而使膠粒間的斥力減小,使之凝聚成大顆粒,顯然,膠粒帶正電,所加電解質(zhì)中陰離子所帶負電荷越高,陰離子濃度越大,凝聚效果越明顯,膠粒帶負電,所加電解質(zhì)中陽離子電荷愈高、離子濃度愈大,凝聚效果越明顯.
膠粒帶正電: PO43->CrO42->SO42->NO3->Cl-
膠粒帶負電:Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+
例1 要使H2SiO3膠體凝聚,加入下列物質(zhì)中的哪一種,效果最明顯?(物質(zhì)的量濃度相同,體積相同)
A、Na2SO4 B、Mg Cl2 C、酒精溶液 D、FeCl3
答案:D
例2 向Fe(OH)3膠體中加入下列哪種物質(zhì),先出現(xiàn)渾濁,后又澄清
A、Na3PO4 B、MgSO4 C、鹽酸 D、硅酸膠體
解析:加入電解質(zhì)先凝聚成Fe(OH)3沉淀,后又溶解,只能為鹽酸.
加入帶相反電荷膠粒的膠體——凝聚原理與加入電解質(zhì)溶液相同.
加熱——溫度升高,膠粒碰撞速率加快,從而使小顆粒成為大顆粒而凝聚.
膠體凝聚后所得混合物不能再稱為膠體,而叫凝膠.
凝膠——膠粒和分散劑凝聚在一起成為不穩(wěn)定不流動的凍狀物 .
常見的重要的凝膠:⑴豆腐——重要的植物蛋白質(zhì).
⑵硅膠——硅酸膠體凝聚,在空氣中失水成為含水4%的SiO2其表面積大,因而吸附性強,常用做干燥劑、吸附劑及催化劑載體.
思考:⑴各舉一例說明膠體特性的應(yīng)用
①丁達爾現(xiàn)象——(鑒別膠體與其它分散系)
②電泳現(xiàn)象——(判斷膠粒帶何種電荷 )
③不能透過半透膜——(提純凈化膠體)
④凝聚——(生產(chǎn)豆腐、硅膠、長江三角洲的形成)
⑤吸咐性——(河水凈化、Al(OH)3膠體可漂白)
⑵除去大氣中的灰塵,往往通過高壓電,而使之聚集沉降,這是利用了膠體的
A、丁達爾現(xiàn)象 B、電泳 C、凝聚
正確答案為:B
3、膠體分類:氣溶膠(云、煙、霧)
液溶膠(Fe(OH)3等)
固溶膠(有色玻璃,煙水晶)
二、溶質(zhì)的溶解過程;
1、溶質(zhì)溶解:溶質(zhì)分子或離子擴散過程→物理過程——吸熱
溶質(zhì)分子或離子水合過程→化學(xué)過程——放熱
溶質(zhì)溶解于水溫度升高、降低還是基本不變?nèi)Q于擴散過程吸收的熱量與水合過程放出的熱量大小.濃H2SO4、NaOH固體溶于水放出大量的熱,NH4NO3溶于水吸收大量的熱,NaCl等溶于水溫度基本不變.
2、溶解平衡:一定溫度、一定量的溶劑,溶質(zhì)溶解的速率等于結(jié)晶速率,溶解達到平衡狀態(tài),溶液濃度不再變化.
Ag2SO4(s) 2Ag++SO42-
平衡移動仍用勒沙特力原理判斷移動方向.
思考:Ag2SO4溶于水達到溶解平衡改變下列條件中的一個,平衡向哪個方向移動?
①升溫 ②再加Ag2SO 4 ③加入AgN3 AgNO3 ④加入BaCl2 ⑤加壓
(答:①向右 ②不移動 ③向左 ④向右 ⑤不變)
正因為溶解平衡的存在,任何溶質(zhì)都不能無限制地溶解到水里,一旦達到溶解平衡形成的溶液稱為飽和溶液.
升溫、加溶劑
飽和溶液 不飽和溶液
降溫、加溶質(zhì)
注意:①飽和與不飽和溶液是相對的,一定要注意前提條件:“一定溫度、一定量溶劑”,否則沒有任何意義;②升高溫度是否所有飽和溶液均能轉(zhuǎn)化為不飽和溶液?(不對,如Ca(OH)2);③飽和溶液與濃溶液、不飽和溶液與稀溶液之間沒有明確關(guān)系,只有在同溫度,相同溶質(zhì)、飽和溶液比不飽和溶液濃一些.
3、固體溶解度(S)
⑴影響因素:溶質(zhì)溶劑本性——內(nèi)因
溫度——外因
⑵意義:已知溶解度 100g水最多能溶解溶質(zhì)質(zhì)量
飽和溶液的質(zhì)量分數(shù)
⑶溶解度與溶解性關(guān)系 S<0.01g難溶
0.01g
4、溶解度曲線
⑴會繪制曲線(用光滑的曲線) 溫度升高有些S增大
⑵意義:線——表示溶解度隨溫度變化情況 溫度升高有些S基本不變
溫度升高個別S降低
線上的任一點表示溶質(zhì)在某溫度下的溶解度
點 線上方的點表示飽和溶液加晶體
線下方的點表示不飽和溶液
交點——不同溶質(zhì)在某溫度下溶解度相同.
5、氣體溶解度:指標準狀況1體積水所能溶解氣體的體積.
常見氣體溶解度:CO2:1 Cl2:2 H2S:2.6 SO2:40 HCl:500 NH3:700
影響因素: 溫度——T升高,溶解度減小
壓強——P增大, 溶解度增大
三、混合物分離
1、過濾:適用于固體與液體的分離
2、萃取、分液——利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同進行分離的操作.
3、結(jié)晶:蒸發(fā)結(jié)晶——溶解度受溫度影響較小的物質(zhì)(如NaCl)
冷卻結(jié)晶——可溶兩種溶質(zhì)溶解度受溫度影響不同.
思考:①NaCl晶體中少量KNO3如何除去?②KNO3晶體中少量NaCl如何除去?
解析:①NaCl溶解度受溫度影響較小,而KNO3則受溫度影響大,晶體溶解蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過濾,將晶體洗滌即得較純NaCl.②晶體溶解制成熱飽和溶液,冷卻(結(jié)晶過程),過濾即得較純KNO3晶體,若仍有少量NaCl,再重復(fù)上述操作稱重結(jié)晶.
4、蒸餾——分離沸點不同的液態(tài)混合物
5、分餾——利用蒸餾原理,得到一定沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物
如石油、煤焦油成份的分離.
6、滲析——提純膠體
7、鹽析——分離膠體(如制肥皂,提純蛋白質(zhì))
8、洗氣——分離氣體混合物(如除去Cl2中HCl)
9、加熱—— 熱分解(如CaO中少量CaCO3)
升華(如NaCl中少量I2)
10、電解精煉——如由粗銅制純銅
四、溶液濃度
1、質(zhì)量百分比濃度(質(zhì)量分數(shù))A%= ×100%
配制方法:①計算(需溶質(zhì)、溶劑的量)
②稱量或量。ü腆w稱、液體量。
③溶解
例 用粗鹽配制100g15%的NaCl溶液,說明具體操作步驟及所用的儀器.
解析:由于使用的是粗鹽,首先要提純、溶解、過濾、蒸發(fā)、洗滌(烘干)稱取15gNaCl量筒量取85ml水溶解即得(儀器略)
2、物質(zhì)的量濃度
3、ppm濃度,即一百萬克溶液里所含溶質(zhì)質(zhì)量.
【能力訓(xùn)練】
一、選擇題(每小題1—2個正確答案)
1、在2mlNaCl溶液中加入1滴AgNO3溶液,有白色沉淀生成;再加入1滴KI溶液沉淀轉(zhuǎn)化為黃色,然后再加入1滴Na2S溶液,沉淀又轉(zhuǎn)化為黑色(以上所用的溶液物質(zhì)的量濃度均相同),下列表示各沉淀物溶解度由大到小的順序正確的是( )
A、Ag2S AgI AgCl B、AgCl AgI Ag2S
C、AgI AgCl Ag2S D、AgCl Ag2S AgI
2、將質(zhì)量百分比濃度為3p%的X溶液與p%的X溶液等體積混合后,其質(zhì)量百分比濃度小于2p%,則X可能是下列物質(zhì)中的
A、H2SO4 B、氨水 C、NaOH D、C2H5OH
3、t1℃時KNO3的溶解度為S1g,t2℃時KNO3溶解度為S2g,將Ag t2℃時的KNO3飽和溶液降溫至t1℃時,KNO3溶液的質(zhì)量將變?yōu)椋╣)( )
A、 B、 C、 D、
4、有xg濃度為10%的KNO3溶液,將其濃度變?yōu)?0%,可采用的方法是( )
A、蒸發(fā)掉 g水 B、蒸發(fā)掉溶劑質(zhì)量的
C、加入 gKNO3晶體 D、加入 gKNO3晶體
5、濃 度為30%的KNO3溶液冷卻到下列何溫度范圍內(nèi),便有晶體開始析出( )
A、0—10℃ B、10℃—20℃ C、20℃—30℃ D、30℃—40℃
KNO3溶解度
溫度(℃)010203040
溶解度(g)13.320.931.645.863.9
二、填空:
1、有一包含SiO2雜質(zhì)的KNO3樣品,將其加入到一定量的水中,充分攪拌.在10℃時,剩余固體
189g;在40℃時剩余固體103g;在75℃時,剩余固體10g,硝酸鉀溶解度有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
溫度(℃)1040507580
溶解度(g)20.963.985.5150169
由此推斷:加入水為________g,原樣品質(zhì)量為________g,含SiO2_______g.
2、在飽和Na2CO3溶液通入足量CO2,會有晶體析出,此晶體是________,析出此晶體的原因是因為_____________________.
在飽和食鹽水中先通入足量的氨氣,再通入足量CO2,會有NaHCO3晶體析出;若在飽和食鹽水中先通入足量CO2,再通入氨氣,往往沒有晶體析出,原因是_____________________.
三、計算題:
一定溫度下在135gCuSO4溶液中取出 ,加入5g無水CuSO4恰好達到飽和.在剩下的 的CuSO4溶液中,加入過量的鐵粉,待反應(yīng)完全后,測得溶液的質(zhì)量為89.5g.
⑴求原135gCuSO4溶液是由多少克CuSO4?5H2O晶體和多少克水配制而成的.
⑵該溫度下CuSO4的溶解度.
【能力訓(xùn)練答案】
一、選擇
1、B 2、BD 3、B 4、A、D 5、C
二、填空:
1、200、230.8、10
2、NaHCO3溶解度比Na2CO3小
CO2溶解度比NH3小得多
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