胶体及其性质
胶体及其性质
胶体及其性质一、胶体的由来及其认识的发展胶体一词，来自1861年T.格雷姆研究物质在水中扩散的论文《应用于分析的液体扩散》。
当时发现有些物质（如某些无机盐、糖和甘油等）在水中扩散很快，容易透过一些膜；而另一些物质，如蛋白质、明胶和硅胶类水合氧化物等，则扩散很慢或不扩散。
前者容易形成晶态，称为晶质；后者不易形成晶态，多呈胶态，则称为胶体。
此种分类并未说明胶体的本质，因为胶状的胶体在适当条件下可以形成晶态，而晶质也可以形成胶态。
直到20世纪初超显微镜的发明以及后来电子显微镜的应用，对胶体才逐渐有较清楚的了解.二、胶体体系的特点自质点大小这一特点考虑，高分子与胶体质点的大小差不多。
例如，分子量为36000的胰岛素（球状）直径约4.0纳米；分子量为42000的蛋白朊长椭球长约11纳米，与一般金溶胶和硅溶胶质点大小相近。
有的高分子甚至长达100纳米以上。
因此,与大小有关的性质，如扩散、沉降、渗透压、光散射（见胶体光散射）等性质，二者全都相似。
胶体研究的许多结果可以应用于高分子体系，从而大大推动了高分子的研究，高分子化学的部分领域也就归入胶体化学的范畴。
经典的胶体体系是热力学不稳定体系，是一相（质点）分布在另一相(介质)中的多相分散体系；而高分子质点分散在介质中的这种胶体体系却是热力学稳定的体系，是均相溶液，即高分子溶于溶剂而形成的溶液。
如同小分子的溶液一样,只要溶剂不挥发,高分子溶液就可以永久存在。
高分子溶液的溶剂挥发后，得到高分子化合物；但若把高分子放入溶剂中，则又自动溶解而形成溶液。
于是就把高分子溶液称为可逆胶体，也叫做亲液胶体，以与疏液胶体相对照、相区别。
胶体质点与经典化学所研究的分子不同的另一特点，是其形状的千差万别，从完全对称的球形和比较对称的椭球形,到极不对称的不规则薄片,以至细长的线条。
这将对体系的性质，特别是流变性质有重大影响。
例如高分子溶液、钻井泥浆、油漆涂料、胶团溶液，以及乳状液、泡沫等的粘度、弹性、塑性及触变性等皆与质点的形状和结构有关（见非牛顿流体）。
高中化学：胶体的性质知识点
高中化学：胶体的性质知识点1．胶体的性质与作用：（1）丁达尔效应：由于胶体粒子直径在1～100nm之间，会使光发生散射，可以使一束直射的光在胶体中显示出光路．（2）布朗运动：①定义：胶体粒子在做无规则的运动．②水分子从个方向撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不同的．（3）电泳现象：①定义：在外加电场的作用下，胶体粒子在分散剂里向电极作定向移动的现象．②解释：胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子而带电荷．扬斯规则表明：与胶体粒子有相同化学元素的离子优先被吸附．以AgI胶体为例，AgNO3与KI反应，生成AgI溶胶，若KI过量，则胶核AgI吸附过量的I-而带负电，若AgNO3过量，则AgI吸附过量的Ag+而带正电．而蛋白质胶体吸附水而不带电．③带电规律：1°一般来说，金属氧化物、金属氢氧化物等胶体微粒吸附阳离子而带正电；2°非金属氧化物、金属硫化物、硅酸、土壤等胶体带负电；3°蛋白质分子一端有-COOH，一端有-NH2，因电离常数不同而带电；4°淀粉胶体不吸附阴阳离子不带电，无电泳现象，加少量电解质难凝聚．④应用：1°生物化学中常利用来分离各种氨基酸和蛋白质．2°医学上利用血清的纸上电泳来诊断某些疾病．3°电镀业采用电泳将油漆、乳胶、橡胶等均匀的沉积在金属、布匹和木材上．4°陶瓷工业精练高岭土．除去杂质氧化铁．5°石油工业中，将天然石油乳状液中油水分离．6°工业和工程中泥土和泥炭的脱水，水泥和冶金工业中的除尘等．（4）胶体的聚沉：①定义：胶体粒子在一定条件下聚集起来的现象．在此过程中分散质改变成凝胶状物质或颗粒较大的沉淀从分散剂中分离出来．.②胶粒凝聚的原因：外界条件的改变1°加热：加速胶粒运动，减弱胶粒对离子的吸附作用．2°加强电解质：中和胶粒所带电荷，减弱电性斥力．3°加带相反电荷胶粒的胶体：相互中和，减小同种电性的排斥作用．通常离子所带荷越高，聚沉能力越大．③应用：制作豆腐；不同型号的墨水不能混用；三角洲的形成．2．胶体的制备：1)物理法：如研磨(制豆浆、研墨)，直接分散(制蛋白胶体)2)水解法：Fe(OH)3胶体：向20mL沸蒸馏水中滴加1mL～2mL FeCl3饱和溶液，继续煮沸一会儿，得红褐色的Fe(OH)3胶体．离子方程式为：Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+3)复分解法：AgI胶体：向盛10mL 0.01mol•L-1KI的试管中，滴加8～10滴0.01mol•L-1AgNO3，边滴边振荡，得浅黄色AgI胶体．硅酸胶体：在一大试管里装入5mL～10mL 1mol•L-1HCl，加入1mL水玻璃，然后用力振荡即得．离子方程式分别为：Ag++I-=AgI(胶体)↓SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4(胶体)↓复分解法配制胶体时溶液的浓度不宜过大，以免生成沉淀．3．常见胶体的带电情况：（1）胶粒带正电荷的胶体有：金属氧化物、金属氢氧化物．例如Fe(OH)3、Al(OH)3等；（2）胶粒带负电荷的胶体有：非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体、土壤胶体；（3）胶粒不带电的胶体有：淀粉胶体．特殊的，AgI胶粒随着AgNO3和KI相对量不同，而带正电或负电．若KI过量，则AgI胶粒吸附较多I-而带负电；若AgNO3过量，则因吸附较多Ag+而带正电。
胶体的性质
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式中，V ——粒子比体积，即粒子密度的倒数1/? 。
因为体系中含有大量的粒子，人们常以1mol 粒子为基准， 并求出粒子或大分子的摩尔质量。
一、胶体的运动性质
其二，按
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一、胶体的运动性质
（1）粒子速度很慢，保持层流状态；
沉降公式 适合条件
（2）粒子是刚性球，没有溶剂化作用； （3）粒子之间无相互作用；
（4）与粒子相比，液体看作是连续介质。
上述沉降公式只适用于不超过100 ? m的颗粒分散体系，接近0.1 ? m 的小颗粒，还必须考虑扩散的影响。
沉降速度与介质的粘度成反比，因此可以通过提高介质的粘度来提 高分散体系的稳定性。
目录
一、胶体的运动性质 二、胶体的光学性质 三、胶体的电学性质
三、胶体的电学性质
1. 电动现象
早在1809年，俄国科学家就发现水介质的粘土颗粒在 外电场的作用下会向正极移动； 1961年，科学家也发现若 用压力将液体挤过毛细管或粉末压成的多孔塞，则在毛细 管或多孔塞的两端产生电势差。这种在外电场作用下使固 液两相发生相对运动以及外力使固 -液两相发生相对运动时 产生电场的现象统称为电动现象。
（2）溶胶浓度很稀，即粒子间距离很大，无相互作用，单位体 积的散射光强度是各粒子的简单加和;
（3）粒子为各向同性，非导体，不吸收光。
二、胶体的光学性质
由此导出的 Rayleigh 散射定律为：
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胶体的六大性质
胶体的六大性质
1.流变性：胶体的流变性是指它的变形特性和流动特性，决定了胶体的再分散、输送、包封和剪切等运动的容易程度。
2.隔离性：胶体的隔离性表示其有效将体系中的固体颗粒或液体分散粒子隔离，防止它们之间在体系中进行混合，不受外界干扰。
3.协同效应：当胶体在某种环境中，它可以促进溶质分子之间的协同作用，从而加速溶解过程或促进沉淀物聚合，产生新的化合物。
4.胶稠度：胶稠度是指悬浮液的粘度，随着温度、pH值或其它因素的变化而发生变化，影响胶体的流动状态和钝性板材的形状。
5.动态混合性：胶体的动态混合性是指在加入非离子性溶剂或润湿剂成分时，可以影响胶体内部粒子间的混合质量。
6.表面状态：胶体具有有效混合、不容易沉淀和优异的流变性，这主要取决于胶体表面的构型，也决定了其稳定性和活跃性。
胶体的性质及其应用
胶体具有介稳性的原因
主要是因为胶体粒子表面积大，可以通 过吸附而带电荷。同种胶体粒子的电性相 同，在通常情况下，它们之间的相互排斥 阻碍了胶体粒子变大，使它们不容易聚集。 胶体粒子所作的布朗运动也使得它们不容 易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。
3、胶体的电泳：在外加电场的作用下，胶 粒定向地向阴极或阳极运动。 原因：胶粒吸附离子而带同种电荷。 带正电：金属氧化物、金属氢氧化物胶体 如Fe2O3 、 Al(OH)3胶体等 带负电：非金属氧化物、金属硫化物胶体 如H2SiO3(SiO2) 、 Sb2S3胶体等 应用：⑴ 静电除尘 ⑵ 精制粘土 ⑶ 血清电泳用于诊断疾病
3、已知土壤胶体粒子带负电，在土壤里施用含 氮量相等的下列肥料，肥效较差的是 ( C ) A．(NH4)2SO4 B．NH4HCO3 C．NH4NO3 D．NH4Cl 4、下列事实与胶体知识有关的是 ( D) ①用卤水点豆腐 ②工厂烟窗用电极除尘 ③河 海交接处易沉积形成沙洲 ④向25ml沸腾的蒸馏 水中加入５－６滴饱和FeCl3溶液所得液体． A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．全部都是
凝胶的形成： 胶体在聚沉的过程中由于某种原因使分散 剂一起聚沉成的一种不流动的胶冻状物质。 如：豆腐脑、果冻等
三、胶体的制备方法 1、分散法：大→小 ⑴ 、研磨法：把固体磨成直径大小为1nm～ 100nm之间的微粒，再分散到适当 的分散剂中， 并加入稳定剂。
如：工业制石墨胶体、有色玻璃、碳素墨水、 涂料、颜料、炸药、塑料、橡胶等。 ⑵ 、胶溶法 2 、凝聚法：小→大 AgNO3 + KI = AgI(胶体) + KNO3 注意：⑴溶液浓度足够稀(0.001mol/L)。 ⑵有一种反应物必须过量。 四、胶体的精制—渗析
胶体与界面化学的基本原理
胶体与界面化学的基本原理胶体与界面化学是研究物质界面的重要学科，其中胶体学研究的是微米级别上液体分散系统的稳定性、形态、动力学，界面化学研究的是物质界面上的化学过程。
本文将探讨胶体的定义、性质、分类以及界面化学原理等方面。
一、胶体的定义与性质胶体是指两相（即固体、液体或气体）间的一种形态，其中一种相通过分散成微小粒子的形式均匀分散在另一种相中。
胶体的一般特性如下：1、粒子尺寸：胶体的尺寸范围一般为1-1000纳米。
2、稳定性：胶体的物理性质（如电荷、表面性质等）使其形成稳定的系统，避免粒子凝聚沉降。
3、光学性质：胶体可以表现出折射、透明度等光学性质，如煤油是胶体，因为它可以产生烟雾。
4、电性质：胶体中的粒子带有电荷，可以表现出与电场相关的性质。
5、化学性质：由于其表面性质的存在，胶体可以表现出与环境中其他分子的化学反应，如催化反应等。
二、胶体的分类根据胶体中分散相的物质性质和分散介质的性质，胶体可以分为以下几类：1、溶胶：溶胶是指分散相为分子（亦称为分子溶液），分散介质为液体，如酒精和水的混合物。
2、胶体溶液：胶体溶液是指分散相为聚合物，分散介质为液体，如天然胶或橡胶溶液。
3、乳液：乳液是指分散相为液体，分散介质为液体，如牛奶、酸奶等。
4、凝胶：凝胶是指不易流动的胶体，其中分散相一般是聚合物，分散介质为液体，如煤油。
5、气溶胶：气溶胶是指分散相为固体或液体，分散介质为气体，如雾、烟雾、霉菌等。
三、界面化学的基本原理界面化学是研究物质界面的化学过程，主要是两相（如油水分界面）之间物理和化学反应的研究。
界面活性剂是使界面分子在界面上形成一层膜较集的化合物，使界面能量降低而使得体系稳定的物质。
界面化学的原理主要有以下几点：1、界面能：界面能是指分界面两侧之间的能量差，即表面张力。
界面分子本身存在形成一层膜的趋势，因此其能量会比波动的分子间间隔大。
这一差异形成了表面张力，是使体系向能量最小化方向发展的主要因素。
胶体的性质及其应用(自己整理)
胶体的性质及其应用一、分散系1、分散系：一种（或几种）物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。
分散质：被分散成粒子的物质（一般量少）2、分散系组成分散剂：粒子分散在其中的物质（一般量多）物质与水混合时，一般认为是分散剂。
3、分散系分类：、（）、。
溶液悬浊液胶体分散系粒子直径外观粒子组成能否透过半透膜能否透过滤纸提问：如何提纯胶体，例：如何除去Fe（OH）3胶体混有少量的氯化铁和氯化氢？二、胶体胶体的本质特征：是分散质粒子直径在～之间（可透过滤纸，不能透过半透膜）（一）胶体的性质1. 丁达尔现象（光学性质）实验：用激光笔垂直照射淀粉胶体，胶体，溶液。
现象：胶体内部存在一条光路而溶液没有。
结论：这种由于胶体微粒对光的散射作用形成的一条光亮的通道的现象叫丁达尔现象。
说明：应用此性质可对溶液和胶体进行区分。
例子：灰尘，提问：能否说一种液体只要有丁达尔效应，就是胶体？2. 布朗运动（动力学性质）引入：胶粒较小而轻，它在水中的运动情况如何实验：将一滴液体放在水中观察现象：胶体扩散解释：胶粒在不同方向受到了水分子撞击的力量大小不同，所以运动方向在每一瞬间都在改变，因而形成无秩序的不停的运动，这种现象叫布朗运动。
例子：花粉放于水中、空气中的灰尘、粉笔灰放于水中3. 电泳（电学性质）实验：将胶体放在U形管中，一端加导电现象：阴极附近颜色加深分析：阴极附近颜色加深→胶粒带正电荷在电场作用下向阴极移动→胶体直径小→表面积大→吸附能力强→只吸附阳离子，因而带正电荷。
结论：电泳：在电场作用下，胶体的微粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象叫电泳。
< 胶粒带电的一般规律 >A. 带正电的胶粒：金属氧化物、金属氢氧化物FeO(与陶土的分离)、Fe（OH）3、Al（OH）3B. 带负电的胶粒：金属硫化物、非金属氧化物、硅酸及土壤陶土、H2SiO3 、硫化砷胶粒提问：1、Fe（OH）3胶体带电荷，这一说法对不对，为什么？2、是不是所有胶体都发生电泳？即所有的胶粒都带电荷？（二）胶体的聚沉1. 胶体稳定存在的原因：（1）胶粒小，可被溶剂分子冲击不停地运动，不易下沉或上浮（2）胶粒带同性电荷，同性排斥，不易聚大，因而不下沉或上浮2. 要使胶粒聚沉可采用的方法：（1）加热法：温度升高，胶粒碰撞速率加快，从而使小颗粒成为大颗粒而凝聚。
人教社高中化学必修三胶体的性质及其应用
第二节胶体的性质及其应用一、胶体的性质胶体的性质与胶体分散质粒子的大小有关，如前面提到的光束通过胶体时，形成光亮的“通路”，而光束通过溶液时则没有这种现象，就是因为胶体分散质的粒子比溶液中溶质的大，能使光波发生散射（光波偏离原来方向而分散传播）；而溶液分散质的粒子太小，光束通过时不会发生散射。
光束通过胶体，形成光亮的“通路”的现象叫做丁达尔①效应。
利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体。
此外，胶体还有一些重要性质，下面简要地介绍两种。
1．布朗②运动现象1827年，英国植物学家布朗把花粉悬浮在水里，用显微镜观察，发现花粉的小颗粒在作不停的、无秩序的运动，这种现象叫做布朗运动（如图2－3）。
用超显微镜观察胶体，可观察到胶体粒子也在作布朗运动。
这是因为水分子（或分散剂分子）从各个方面撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不相同的，所以胶体运动的方向每一瞬间都在改变，因而形成不停的、无秩序的运动。
2．电泳现象在盛有红褐色Fe（OH）3胶体的U形管的两个管口，各插入一个电极（如图2－4）。
通直流电后，发现阴极附近的颜色逐渐变深，阳极附近的颜色逐渐变浅。
这表明Fe（OH）3胶体粒子带正电荷，在电场作用下向阴极移动。
这种在外加电场作用下，胶体粒子在分散剂里向电极（阴极或阳极）作定向移动的现象，叫做电泳。
胶体粒子带有电荷，一般说来，是由于胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子等原因引起的。
有的胶体粒子带正电，有的带负电，一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷；非金属氧化物、金属硫化物的胶体粒子带负电荷。
电泳是胶体的重要特性，有广泛的实用价值。
例如，生物化学中常利用电泳来分离各种氨基酸和蛋白质；医学上利用血清的纸上电泳进行某些疾病的诊断；电泳电镀则是利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。
二、胶体的应用胶体在自然界尤其是生物界普遍存在，它与人类的生活及环境有着密切的联系；胶体的应用很广，且随着技术的进步，其应用领域还在不断扩大。
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1.分散系、分散质和分散剂
一种(或几种)物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物，叫做分散系．如NaCl溶解在水中形成的NaCl溶液就是一种分散系．在分散系中，分散成微粒的物质，叫做分散质．如NaCl溶液中的NaCl为分散质．分散质分散在其中的物质，叫做分散剂．如NaCl溶液中的水为分散剂．
2.胶体的本质特征：分散质粒子的直径大小在1nm～100nm之间
3.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。
3
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。
5.胶体的制取（氢氧化铁胶体的制取）
原理：FeCl3+3H2O =Fe(OH)3(胶体)+3HCl
操作方法: 用烧杯盛20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后滴加饱和氯化铁溶液1~2mL，继续煮沸；直至溶液变成红褐色，停止加热。
注意事项：
（1）实验操作中，必须选用氯化铁饱和溶液而不能用氯化铁稀溶液。
原因是若氯化铁浓度过低，不利于氢氧化铁胶体的形成。
（2）向沸水中滴加FeCl3饱和溶液，而不是直接加热FeCl3饱和溶液，否则会因溶液浓度过大直接生成Fe(OH)3沉淀。
（3）实验中必须用蒸馏水，而不能用自来水。
因为胶体处于介稳定状态，制备Fe(OH)3胶体时一定要注意反应条件，如果条件控制不好，可能得到的是Fe(OH)3沉淀。
[1]
（4）制备胶体时，如果没有立即停止加热，已经制备好的胶体就会聚沉
（5）书写制备Fe(OH)3胶体的化学反应方程式时，一定要注明“胶体”，不能用“↓”、“↑”符号。
【课堂练习】
1．用特殊方法把固体物质加工到纳米级（1 nm～100 nm）的超细粉末粒子，然后得到纳米材料。
下列分散系中分散质的粒子直径和这种粒子具有相同数量级的是A．溶液B．悬浊液C．胶体D．乳浊液
2．下列物质分离方法中，根据粒子大小进行分离的是
A．蒸馏B．重结晶C．过滤D．渗析
3．将淀粉—KI混合装在半透膜袋中，浸泡在盛有蒸馏水的烧杯中，过一段时间后，取杯中的液体进行实验，能证明半透膜有破损的是
A．加入碘水变蓝色B．加入碘水不变蓝色
C．加入AgNO3溶液产生黄色沉淀D．加入氯水变蓝色
4．相同温度下向甲室装入1%的尿素［CO（NH2）2］水溶液，向乙室中装入同体积的
a%的葡萄糖溶液，如下图，若两溶液的密度近似看成1，
且水分子相互扩散速度也相等，则a%的近似值是
A．1% B．2%
C．3% D．4%
5．用下列方法来制备溶胶：①0．5 mol·L－1 BaCl2溶
液和等体积2 mol·L－1硫酸相混合并振荡；②把1 mL饱和
三氯化铁溶液逐滴加入到20 mL沸水中，边加边振荡；③把1 mL水玻璃加入10 mL 1 mol·L －1盐酸中，用力振荡。
可行的是
A．①②B．①③C．②③D．①②③
6．首次提出“胶体”的概念的科学家是
A．汤姆逊B．道尔顿C．阿伏加德罗D．格雷哈姆7．下列胶体中属于气溶胶的是①烟水晶②烟③有色玻璃④雾⑤泡沫⑥云A．①②④⑤B．②④⑤⑥C．②④⑥D．①③⑤
8．医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液
透析。
透析原理同胶体的渗析类似。
透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。
血液中，蛋白质和血细胞不能透过透析膜，血液内的毒性物质则可以透过，由此可以判断
A．蛋白质、血细胞不溶于水，毒性物质可溶于水
B．蛋白质以分子形式存在，毒性物质以离子形式存在
C．蛋白质、血细胞的粒子直径大于毒性物质的粒子直径
D．蛋白质、血细胞不能透过滤纸，毒性物质能透过滤纸
9．欲除去氢氧化铁胶体中混有的Na＋和Cl－，可选用的方法是
A．过滤B．蒸馏C．盐析D．渗析
10．用饱和的氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体，正确的操作是
A．将FeCl3溶液滴入蒸馏水中即可
B．将FeCl3溶液滴入热水中，得到黄色液体即可
C．将FeCl3溶液滴入沸水中，得到红褐色溶液即可
D．将FeCl3溶液滴入沸水中，并继续加热煮沸至生成红褐色沉淀即可
11．胶体区别于其他分散系的本质特征是
A．光束穿过胶体时形成一条光亮的“通路”B．胶体粒子大小在1 nm~100 nm之间C．胶体粒子可以透过滤纸D．胶体粒子不能透过半透膜
12．硬脂酸甘油酯经皂化后，反应得到的硬脂酸钠在水里形成的分散系属于
A．溶液B．乳浊液C．悬浊液D．胶体
13.将铝粉逐渐投入饱和氯化铁的黄色溶液中，首先看到溶液变成红褐色，并产生气泡；后来有少量的红褐色沉淀，并有少量的能被磁铁吸引的黑色沉淀物质生成。
请回答下列问题：⑴红褐色溶液物质是________，红褐色沉淀是________，气泡的成分是________，黑色的物质是________。
⑵除去红褐色溶液中少量的沉淀的实验方法是。
⑶试用简洁的文字和化学反应方程式解释上述实验现象____________ ________。