基本概念三――溶液和胶体5.溶液和胶体 [考点扫描] 1．溶液、悬浊液、乳浊液的涵义。 2．溶液的组成，溶液的形成过程，溶质溶解时的吸热和放热现象。 3.溶解度的概念，温度对溶解度的影响及溶解度曲线。 4.溶解度与溶液里溶质质量分数的换算。 5.胶体的概念及其重要性质和应用。 [知识指津] 1．三种分散系的区别分散系溶 液胶 体悬(乳)浊液分散质粒子组成单个分子或离子分子集合体许多固体(或液体)分子集合体分散质粒子直径/1nm<1nm1nm-100nm>100nm能否透过滤纸能能不能能否透过半透膜能不能不能外 观均一透明多数均一透明不均一透明稳定性稳定较稳定久置下沉(或分层)分离方法蒸发、降温渗析过滤(或分液) 2．溶液13\n 3.胶体 [范例点击] 例1．氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是( ) A．分散质颗粒直径都在1nm一100nm之间 B．能透过半透膜 C．加热蒸干、灼烧后都有氧化铁生成 D．呈红褐色 解析： 胶体粒子直径在1—100nm之间，溶液的分散质粒子直径小于1nm；半透膜只能使溶液中分子或离子透过而不能使胶粒透过，以此用渗析法分离胶体与溶液；黄色的氯化铁溶液加热蒸干过程中促进了氯化铁的水解，产生氢氧化铁，灼烧后转化为氧化铁；而红褐色氢氧化铁胶体在加热蒸干过程中先凝聚成氢氧化铁沉淀，灼烧后也转化为氧化铁。故选C。 答案：C 例2．下图是几种盐的溶解度曲线。下列说法正确的是（ ） A．40℃时，将35克食盐溶于100克水中，降温至0℃时，可析出氯化钠晶体 B．20℃时，硝酸钾饱和溶液的质量百分比浓度是31.6% C．60℃时，200克水中溶解80克硫酸铜达饱和。当降温至30℃时，可析出30克硫酸铜晶体 D．30℃13\n时，将35克硝酸钾和35克食盐同时溶于100克水中，蒸发时，先析出的是氯化钠 解析： A中40℃时食盐的溶解度曲线的点所示的是大于35g/100g水；0℃时也是如此。由此可知40℃时，制成的仅是不饱和的氯化钠水溶液。降温至0℃时，仍未超过35.7g，不能析出晶体。B中20℃硝酸钾的溶解度查曲线可知是31.6g，其质量分数必然小于此值。所以B选项不正确。C中析出的应为CuSO4·5H2O，得不到无水硫酸铜。所以此题选D。 答案：D 例3．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)200g的KNO3溶液蒸发掉10g水或加入10gKNO3固体均可使溶液达到饱和，相当于10g水中加入10gKNO3固体得该温度下的饱和溶液，则该温度下硝酸钾的溶解度为100g。 (2)蒸发掉10g水得到190gKNO3饱和溶液，根据溶解度其溶质为95g。故原未饱和溶液中溶质的质量分数为：(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47.5%)。 答案： (1)100g (2)47.5% [变式操练] 1．下列说法正确的是( ) A．一杯溶液里各部分性质不完全相同，石灰乳是乳浊液 B．碳酸钠晶体加热后变成无水Na2CO3粉末，这样的过程叫风化；无水CaCl2、MgCl2固体暴露在空气中能潮解 C．相同温度下，HCl比KNO3的溶解度大 D．相同温度下，100g水中最多能溶解的胆矾质量比无水CuSO4多 答案：D 2．下列关于胶体的叙述不正确的是( ) A．布朗运动是胶体微粒特有的运动方式，可以据此把胶体和溶液、悬浊液区别开来 B．光线透过胶体时，胶体发生丁达尔现象 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．胶体微粒具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，故在电场作用下会产生电泳现象 答案：A 3．用一定质量的KNO3样品，在10℃下加蒸馏水使之充分溶解，残留固体的质量为250g。该实验在40℃下进行时，残留固体的质量为120g，70℃时为20g。已知KNO3在不同温度下的溶解度：13\n温 度10℃40℃55℃70℃溶解度20g65g100g140g 下列对该样品的推断正确的是( ) A．样品为纯净物 B．样品中混有不溶于水的杂质 C．样品中混有溶解度较大的杂质 D．当温度在55℃左右时KNO3全溶解 答案：BD 4.已知25%氨水的密度为0.91g·cm-3，5%氨水的密度为0.98g·cm-3，若将上述两溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数是( ) A．等于15% B．大于15% C．小于15% D．无法估算 答案：C 5．要使ag10%KCl溶液的质量分数增大至20%，可采用的方法是( ) A．加入0.1agKCl B．蒸发浓缩溶液至0.4ag C．蒸发掉一半的水 D．加入2ag25%KCl溶液 答案：D 6．今有36.5g10%的盐酸与40g一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液恰好完全反应，把反应后的溶液蒸发掉54.4g水后，再冷却20℃，溶液刚好达到饱和。求：20℃时此反应生成物的溶解度。 答案：36g [配套练习] 1．下列叙述正确的是（ ） A．溶液是无色透明的、均一的、稳定的混合物 B．一种或几种物质分散到另一种物质里，形成的均一、稳定的混合物叫溶液 C．酒精和水以任意比例互相溶解时，均称为酒精的水溶液 D．植物油溶入汽油中形成不稳定的乳浊液 [答案] BC [解析] 溶液不一定都是无色的，如KMnO4溶液为紫色，CuSO413\n溶液为蓝色，故A不对。B是溶液定义的表达，故为正确。C中若是少量水溶解在酒精里，就可能看成将水作为溶质的错误结论，因当溶液中有水存在时，不论水的量有多少，一般都把水看作溶剂，故C对。植物油能溶解在汽油中形成均一、稳定的混合物，故形成的是溶液而不是乳浊液，故D不对。 [评说] 溶液的特征是均一的、稳定的混合物，与溶液的颜色无关。 2．有关溶液的说法错误的是（ ） A．气体、液体、固体都可以作为溶质 B．一杯溶液里各个部分的性质是相同的 C．把室温时溶解度在10g以上的物质，叫易溶物质 D．凡是均一透明的液体就是溶液 [答案] D [解析] 被溶解的物质即为溶质。被溶解的物质可以是可溶性的固体，如氯化钠、烧碱等；也可以是气体，如盐酸中的氯化氢；也可以是液体，如酒精的水溶液中的乙醇，所以A对。溶液的特征是均一的、稳定的，在外界条件不变的前提下，溶质是不能从溶液中析出来的，各个部分的性质是相同的，故B对。在室温条件下根据各种物质的溶解度，将固体物质分为四类，溶解度在10g以上的，叫易溶物质；大于1g的，叫可溶物质；小于1g的，叫微溶物质；小于0.01g的，叫难溶物质，故C对。均一的、透明的液体不一定是溶液，如蒸馏水，无水酒精亘然均一、透明，但它们是纯净物，而溶液是混合物，故D不对。 3．要使溶液中的Na+离子与水分子的个数比为1:50时，需将11.7g的氯化钠溶解在______g水里；所得溶液里NaCl的质量分数为______%。 [答案] 180 6.1 [解析] 求解此题可用关系式法。 根据氯化钠的电离方程式： NaCl＝Na+＋Cl- 以及题意要求Na+离子与水分子个数比为1:50，可得如下关系式： NaCl――Na+――50H2O 58.5 50×18 11.7g x 58.5:50×18＝11.7g:x 解得x＝180g 故该溶液中NaCl的质量分数为： 4．(1)要配制50g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液，现提供25g溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液、20g溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液及足够多的硝酸钾晶体和蒸馏水。请选用上述药品，设计三种配制方法填入下表。13\n 配制方案(只要说明配制时所需的各种药品及用量)方案一 方案二 方案三 (2)在配制上述溶液前，若需要用托盘天平称量一未知质量的烧杯，现用“↓”表示向托盘天平添加砝码．用“↑”表示从托盘天平取走砝码．请用“↓”和“↑”在下表中表示你的称量过程，并在图中用“△”表示游码在标尺上的位置(设烧杯的实际质量为35.8g)。砝码(g)502020105取用情况 例4图 ［答案］ （1） 配制方案(只要说明配制时所需要的各种药品及用量)方案一硝酸钾晶体10g，蒸馏水40g方案二溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液25g，蒸馏水25g方案三溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液20g，硝酸钾晶体7g，蒸馏水23g （2）砝码(g)502020105取用情况↓↑↓↓↑↓↓例4 解图 [解析] (1)配制50g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液：①直接用硝酸钾晶体和蒸馏水配制；②可将溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液进行稀释；③可在溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液中加入硝酸钾晶体；④可将溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液与溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液按一定比例混合。其中①的方法是最常用的。 ①需要硝酸钾的质量为50g×20%＝10g，蒸馏水的质量为50g-10g=40g。 ②13\n在25g溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液中加入25g水，溶液质量增大一倍，溶质质量分数减小一倍，变成50g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液。 ③20g溶质的质量分数为15%的硝酸钾溶液中含硝酸钾的质量为20g×l5%=3g。依题意，须再加硝酸钾的质量为10g-3g＝7g，还须再加蒸馏水的质量为50g-20g-7g=23g。 ④设需要溶质质量分数为40%的硝酸钾溶液质量为x，溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液质量为(50g-x)。 x×40%+(50g-x)×15%=10g，x=10g。 根据计算可知，需要溶质质量分数40%的硝酸钾溶液质量为10g，需要溶质质量分数15%的硝酸钾溶液质量为40g。但题中只提供溶质质量分数为15%的硝酸钾溶液20g，所以仅用两种溶液混合是不能配成50g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液的。 (2)称量烧杯的质量时，烧杯放在天平的左盘上，用镊子向右盘加入砝码，加砝码时依据先加质量大的砝码，后加质量小的砝码，不足lg时使用游码的原则。 [评说] 所配得的50g硝酸钾溶液中一定含有10g硝酸钾晶体。 错误主要出现在方案三上，因为仅在20g溶质质量为15%的硝酸钾溶液中加入硝酸钾晶体是不能配成50g溶质质量分数为20%的硝酸钾溶液的，必须还要加入一定质量的水。有些学生简单的利用数学方程计算，不考虑题目的具体要求。例如： 设加入硝酸钾晶体的质量为x， 则有(20＋x)×20%=20×15%＋x， x＝1.25g，所得溶液只有21.5g，(不合题意)。 应该清楚，所得溶液必须符合两个条件：第一，溶液质量为50g；第二，溶质质量分数为20%。计算式应为50×20%＝20×15%+x，得x＝7g。这只是硝酸钾晶体的质量，必须再加入23g水，溶液才能达到50g，即20g+7g+23g=50g。 5．下列叙述正确的是（ ） A．饱和溶液降低温度时，一定有溶质析出 B．饱和溶液升高温度时，都变为不饱和溶液 C．同温下，一种固体物质的饱和溶液一定比另一种固体物质的不饱和溶液含溶质的质量多 D．一定温度下，某固态物质的饱和溶液，其溶质的质量分数为最大值 [答案] D [解析] 13\n 对于温度升高溶解度增大的物质的饱和溶液来说，降低温度时，一定有溶质析出。但有少量的固体物质的溶解度随温度影响不大，降低温度不一定有溶质析出，所以A不对。对于极少数固体物质的溶解度，随温度升高而溶解度减小，而成为饱和溶液，如熟石灰，所以B不对。同温下，一定量的同种固体物质的饱和溶液比不饱和溶液里溶质的量多，所以C不对。在一定温度下，某固体物质的饱和溶液里所含溶质的质量一定是该温度下的最大值，当然其溶质的质量分数最大，所以D对。 [评说] 知识点有的年年考，有的则考得很少，有的几乎没考。但知识点之间又有联系，大部分试题都是牵涉到同一知识块中的若干点，甚至是几个知识块中的若干知识点。因此，应具备用多个知识点来回答问题的迁移、重组的能力。 6．下列有关饱和溶液和不饱和溶液的叙述中，正确的是（ ） A．在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液 B．某物质的饱和溶液一定是浓溶液 C．在一定温度下，稀溶液一定是不饱和溶液 D．饱和溶液和不饱和溶液之间可以相互转化 [答案] D [解析] 对于A没有指明“一定温度”，该溶液就不一定是饱和溶液。饱和溶液不一定是浓溶液，如微溶于水的熟石灰，在一定温度时其饱和溶液就是稀溶液，反之亦然，而一类溶解度很大的物质如NaCl、KNO3等，其浓溶液不一定是饱和溶液。故A、B、C都不对。 [评说] 了解饱和溶液、不饱和溶液的概念是解答此题的关键。 7．t℃时，将某硝酸钾溶液，第一次蒸发掉10g水，冷却到原温度析出晶体0g；第二次蒸发掉10g水，冷却到原温度析出晶体3g；第三次再蒸发掉10g水，冷却到室温析出晶体应( ) A．等于39 B．大于或等于3g C．不等于3g D．小于或等于3g [答案] B [解析] 本题所给t℃的溶液为不饱和溶液。当第一次蒸发掉10g水时，无晶体析出，此时有两个可能，一是仍为不饱和溶液，二是恰好是饱和溶液，都无晶体析出。第二次再蒸发10g水，有3g晶体析出。如第一次蒸发水后，仍不饱和，导致第二次蒸发从不饱和到饱和有晶体析出，将造成第三次蒸发掉10g水后，析出晶体质量大于3g。如第一次，蒸发掉10g水后，恰好饱和，第二次蒸发掉的溶剂质量与析出晶体质量等于第三次蒸发掉溶剂质量和析出晶体的质量。故B答案对。 [评说] 对溶解度的概念的理解是解答此题的基础知识。 8．在一定温度下向饱和Na2SO4溶液中加入ag无水硫酸钠粉末，搅拌，静置后析出bgNa2SO4·10H213\nO晶体，(b-a)g是（ ） A．原饱和溶液失去的水的质量 B．原饱和溶液中减少的硫酸钠的质量 C．原饱和溶液中失去的水和硫酸钠的总质量 D．析出的晶体中舍有的硫酸钠的质量 [答案] C [解析] 在一定温度下向饱和Na2SO4溶液中加入ag无水Na2SO4粉末，此时无水Na2SO4与饱和溶液中一定量的水结合形成Na2SO4·10H2O而析出。饱和溶液由于失去了一部分水，它所溶解的Na2SO4也形成Na2SO4·10H2O而析出。bgNa2SO4·10H2O，即是这两部分Na2SO4·10H2O晶体的质量和。理解了上述过程后便可进行判断：A中叙述不正确；B中叙述不正确；C中叙述正确，D中叙述不正确。 [评说] 解答此题需具备溶解与结晶平衡的知识。所谓溶解平衡是溶质溶解在水中时，在一定的温度下达到平衡时的溶液为饱和溶液，此时的浓度是一定的，溶解度也是一定的。 9．巳知20℃时，CuSO4的溶解度为20g，将100g饱和CuSO4溶液恒温蒸发掉15g水，可析出晶体______克。 [答案] 5.28g [解析] 本题析出的晶体为CuSO4·5H2O。 所以，溶液中减少的水应该是15g晶体中含的水，故不能认为15g水在20℃时溶解的CuSO4就是析出的晶体。 方法一： 设析出xgCuSO4·5H2O晶体。根据析出晶体后的溶液仍为饱和溶液，故 解得：x=5.28(g)。 方法二： 依CuSO4守恒，即原溶液中的CuSO4等于剩余溶液中的CuSO4与晶体中CuSO4之和。得： 解得：x=5.28(g) 方法三： 若将析出的晶体溶解在15g水中所得溶液恰好为20℃时CuSO4的饱和溶液。则： 解得：x=5.28(g) [评说] 析出结晶水合物(如R·nH213\nO)，根据析出晶体后的母液仍为饱和溶液，故：蒸发的溶剂+析出的结晶水合物亦为饱和溶液。 向饱和溶液中加入同种无水化合物而引起结晶水合物(如R·nH2O)析出的计算：根据析出的结晶水合物中来自饱和溶液的溶质、溶剂或溶液量间关系遵循溶解度所表达的定比关系，可用如下列式进行计算： 注意有关溶解与结晶的计算，应当建立在对饱和溶液与不饱和溶液的转化条件充分认识，以及对溶解度概念深刻理解的基础上，灵活运用公式法、比例法或守恒法求角。 10.“纳米材料”是直径为几纳米至几十纳米的材料(1nm＝10-9m)。其研成果已应用于医学、军事、化工等领域。如将“纳来材料”分散到水中，得到的分散系不能具有的性质是（ ） A．能全部通过半透膜 B．能全部通过滤纸 C．有丁达尔现象 D．有电泳现象 [答案] A [解析] 胶体微粒的直径为10-9-10-7m，“纳米材料”的直径正好处在这一范围，因此，“纳米材料”分散在水中应具有胶体的性质。因为胶体微粒不能通过半透膜，所以选A，因为胶体颗粒能通过滤纸，所以选B错误；丁达尔现象产生的原因是由胶体颗粒的大小定的，所以选C错误。“纳米材料”分散在水中具有胶体的性质，所以选D错误。 [评说] 本题考查的内容在《考试大纲》中的要求为：了解胶体的概念及其重要性质和应用。 该题是对理解胶体记忆类知识命题的基础题，只要准确掌握胶体的有关性质，概念就不会出错，此类题重现率较高。 11．微波是一种高频电磁振荡，“微波炉”就是利用高频电磁振荡使食品分子由水，产生振荡而发热。码代医学上使用微波手术刀进行外科手术，其好处主要是使开刀朴拘血液迅速凝固而减少出血，关于其作用原理的方法正确的是（ ） A．微波电流迅速中和血液胶粒所带的电荷而凝聚 B．微波使局部血液受热而使血液胶体凝聚 C．微波电流通过金属手术刀时产生的高温而使血液凝固 D．以上说法都正确 [答案] B [解析] 13\n 微波手术刀进行外科手术时产生振荡发热，使局部血液受热而使血液胶体凝聚。 [评说] 对胶体的光学性质(丁达尔现象)、动力学性质(布朗运动)、电学性质(电泳)、渗析原理以及区分胶体和悬浊液的依据混淆不清，易造成误选。 12．下列关于Fe(OH)3胶体的说法不正确的是（ ） A．Fe(OH)3溶胶与硅酸溶胶混合，将产生凝聚现象 B．Fe(OH)3胶体粒子在电场影响下将向阳极运动 C．Fe(OH)3胶体微粒滴入MgSO4溶液会出现沉淀 D．往Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀H2SO4溶液或稀NaOH溶液时，开始时会出现凝聚，再继续逐滴加酸液时，沉淀又会消失 [答案] BD [解析] Fe(OH)3溶胶跟其他胶体一样，是一种透明、相对稳定的分散系。由于Fe(OH)3胶粒吸附了正电荷，所以当加入吸附有负电荷的胶粒时，会发生电中和而凝聚，硅胶胶体的胶粒正是吸附负电荷的，故A项正确。当加入MgSO4等电解质溶液时，阴离子也能与Fe(OH)3所带的正电荷电性中和而凝聚，故C项正确。同理，作为电解质的H2SO4，也有使Fe(OH)3胶体凝聚的作用，不过当Fe(OH)3凝聚成沉淀时，又会进一步与H2SO4发生中和面溶解：Fe(OH)3+3H+＝Fe3+＋3H2O。但是，如果滴加的是NaOH溶液，它完全电离出OH-，OH-会立即与胶体中的大量Fe3+生成Fe(OH)3沉淀：Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3↓，根本上不是胶体凝聚的问题，更谈不上沉淀溶解了。由上述分析可知，D项有关NaOH溶液的说法是不对的。至于B项，由于Fe(OH)3胶粒吸附正电荷，所以在电场影响下发生电泳时，应向阴极移动，该项“向阳极运动”的说法是不对的。 [评说] 本题围绕胶体溶液的凝聚及电泳问题运用具体物质进行考查。由于胶体粒子很小，所以一定量胶体中胶粒总的表面积大，能吸附分散系中的离子而带有电荷，通常金属氧化物和氢氧化物胶粒吸附阳离子而带正电荷，非金属硫化物、硅酸胶体的胶粒吸附阴离子而带负电荷。同种胶粒带有同种电性而相斥，加之胶体强烈的布朗运动，故而阻止重力作用引起凝聚。当加热时，会增大胶体表面能，克服斥力；加电解质或加带相反电可的胶粒进行电中和时，胶粒都容易聚集而发生凝聚。 13．将淀粉-KI混合液装在半透膜中，浸泡在盛蒸馏水的烧杯中一段时间后，某学生取烧杯中液体滴加几滴试剂便立即报告老师说：这个半透膜袋已经破损了，老师肯定了他的做法。这位学生所滴的试剂及观察到的现象是（ ） A．滴两滴碘水显蓝色 B．滴淀粉试液显蓝色 C．滴入氯水一淀粉试液显蓝色 D．滴AgNO3溶液出现黄色沉淀 [答案] A [解析] 淀粉溶液是胶体，Ⅺ溶液是真溶液，胶粒无法通过半透膜，而溶质小分子离子能够通过半透膜。该学生只要往来自半透膜外的烧杯中的液体加入能检验到淀粉粒的试剂，就可以肯定半透膜出现破损。而检验淀粉最直接的办法是滴入I2水，I213\n会淀粉结合成蓝色化合物。 14．生活和生产中常应用到胶体的性质。请看下述例子： (1)做实验时，手指不慎被玻璃划破，可从急救箱中取FeCl3溶液应急止血，其原理是：__________________。 (2)在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的问题。解决方法一是把这些陶土和水一起搅拌，使微粒直径在10-9-10-7m之间，然后插入两根电极，通直流电源，这时阳极聚集______，阴极聚集______，理由是______。 (3)水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用除去大量烟尘，以减少对空气的污3这种作用运用了______原理。 [答案] (1)电解质FeCl3使血液中蛋白质胶体凝聚 (2)陶土胶粒 氧化铁胶粒 前者吸附负电荷，后者吸附正电荷，在电场作用下发生电泳 (3)电泳 [评说] 胶体的性质在工农业生产和日常生活中有重要用途。 15．氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是（ ） A．胶粒直径小于1nm B．胶粒作布朗运动 C．胶粒带正电荷 D．胶粒不能通过半透膜 [答案] C [解析] 胶体能稳定存在的主要原因是胶粒带有相同的电荷，互相排斥的结果。 [评说] 考查胶体的重要性质。 16．下列实验操作正确的是（ ） A．将氢氧化钠固体放在滤纸上称量 B．用10mL量筒量取8.58mL蒸馏水 C．制取氯气时，用二氧化锰与浓盐酸在常温下反应，并用排水集气法收集 D．配制氯化铁溶液时，将一定量氯化铁溶解在较浓的盐酸中，再用水稀释到所需浓度 [答案] D [解析] 配制FeCl3溶液，为抑制Fe3+水解，故应将FeCl3溶解在浓HCl中，再加水稀释。 [评说]13\n 此题考查的是：化学实验的基本操作、化学仪器的精度、气体的收集方法、配制溶液的方法等多方面知识的考查，同时交叉考查了元素化合物的知识，配制FeCl3溶液时，容易忽略铁离子的水解问题。13
