1、第一章 物质及其变化 第一节 物质的分类及转化 第1课时 物质的分类 课前自主学习 学习任务一 根据物质的组成和性质分类 任务驱动:如图是碳元素家族的物质,为了更好地研究含碳化合物的性质和用途,应怎样对物质进行分类?1.同素异形体 由_形成的几种性质不同的单质,叫做同素异形体。例如,金刚石、_和_是碳元素的同素异形体;氧气和_(O3)是氧元素的同素异形体。同一种元素 石墨 C60 臭氧 2.树状分类法(1)含义:树状分类法是一种对同类事物按照某种属性进行再分类的分类法。(2)实例:【想一想】2020年前后,出现了新型冠状病毒肺炎疫情,国家对这次疫情高度重视,全国上下都采取了严格的“抗疫”措施。
2、疫情期间,75%酒精(主要成分乙醇)和“84”消毒液(主要成分NaClO)是常用的消毒剂,属于有机物的是_,属于盐的是_。提示:乙醇 NaClO 3.交叉分类法(1)含义:交叉分类法就是根据不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的分类方法。比如碳酸钠既是碳酸盐又是钠盐,再如:(2)对于同一种物质,分类标准不同,可以把物质归为不同的类别。4.氧化物:氧化物中只含有两种元素,其中一种元素必须是氧元素,另一种元素是金属元素则为金属氧化物,若另一种元素是非金属元素,则为非金属氧化物。学习任务二 分散系及其分类 任务驱动:当你清晨漫步在茂密的森林里,会看到缕缕阳光穿过树木的枝叶斑驳地铺洒在地面上;当你傍
3、晚走在乡间的小路上,会看到绚丽多彩的晚霞你知道这美丽的景象是如何产生的吗?1.分散系(1)概念:一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成 的_。(2)组成:分散系中被分散成粒子的物质叫分散质,另一种物质叫分散剂。(3)分类:溶液:分散质粒子的直径_1 nm。胶体:分散质粒子的直径为_nm。乳浊液或悬浊液:分散质粒子的直径_100 nm。混合物 小于 1100 大于 2.胶体(1)定义:分散质粒子的直径为_nm的分散系。(2)本质特征:分散质粒子的直径在_nm。(3)分类:按分散剂的状态不同可分为三种 _胶:如烟、云、雾等。_胶:如Fe(OH)3胶体、淀粉胶体等。_胶:如有
4、色玻璃等。1100 1100 气溶 液溶 固溶 3.氢氧化铁胶体的制备(1)原理:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl(2)操作:向40 mL煮沸的蒸馏水中逐滴加入56滴_,继续煮沸至 液体呈_色,停止加热。4.丁达尔效应(1)概念:当可见光束通过胶体时,在入射光侧面可观察到光亮的_,这种现象 称为丁达尔效应。(2)原因:丁达尔效应是胶体中分散质微粒对可见光_而形成的。FeCl3饱和溶液 红褐 通路 散射【做一做】把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔(或 手电筒)照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察。当光束通过CuSO4溶 液时,无光现
5、象出现。当光束通过Fe(OH)3胶体时,可以看到_ _。这是由于胶体粒子对光线的_ 形成的,叫做_。利用_是区分胶体与溶液的一种常用物理 方法。一条光亮的“通 路”散射(光波偏离原来的方向而分散传播)丁达尔效应 丁达尔效应 课堂合作探究 探究任务一 从分类的视角研究单质、氧化物、酸、碱和盐之间的关系【问题情境】自然界中存在的包括人工合成的化学物质已经超过三千万种,为了更好地研究物质的组成、结构及其变化规律,常对化学物质进行树状分类:【问题探究】1.将盐酸分别与下列物质反应,有哪些现象?分别得出什么结论?2.从物质的组成、物质的性质方面总结酸性氧化物、碱性氧化物的定义。提示:能与碱反应生成盐和水
6、的氧化物叫酸性氧化物;能与酸反应生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物。【探究总结】1.物质的分类方法有交叉分类法、树状分类法,例如纯净物按树状分类法如图所示。2.交叉分类法至少同时运用两种分类标准,对事物认识较全面,弥补单一分类方法的不足;树状分类图分类原则是同一层次的物质类别间,一般是相互独立、没有交叉的。3.物质分类的方法不只是从元素组成的角度去分类,还可以从物质的性质、用途等多角度、多标准进行分类。【探究特训】1.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。ClO2属于()A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物【解析】选D。ClO2由Cl、O两种元素组成,
7、是氧化物,并且不含H元素,ClO2本身也不能电离出离子,所以不是酸、碱、盐类。2.根据某种共性,可将CO2、SO2归为一类氧化物,下列物质中与它们属于同一类的是()A.CaCO3 B.SO3 C.CuO D.KMnO4【解析】选B。CO2、SO2均是由非金属元素与氧元素组成的化合物(氧化物)。A、D都属于盐;CuO属于金属氧化物。【延伸探究】说出CaCO3、CuO、KMnO4所属的类别。提示:CaCO3、KMnO4属于盐;CuO属于金属氧化物。3.(2020南京高一检测)2019年诺贝尔化学奖授予约翰B古迪纳夫、斯坦利威廷汉和吉野彰,以表彰他们在开发锂离子电池方面做出的卓越贡献。锂电池正极材料
8、用到的钴酸锂(LiCoO2)属于()A.氧化物 B.酸 C.碱 D.盐【解析】选D。锂电池正极材料用到的钴酸锂(LiCoO2)属于金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物,为盐。4.如图表示的是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物、碱之间的包含、不包含关系,若整个大圆圈代表纯净物,则下列选项中,能正确指出、所属物质类别的是()A.单质、化合物 B.碱、氧化物 C.碱、含氧化合物 D.含氧化合物、氧化物【解析】选C。因大圆圈表示纯净物,由图中包含关系可知:是单质,是化合物。氧化物和碱均含氧元素,所以是含氧化合物,、是碱和氧化物,但具体不确定。【补偿训练】1.经分析,某种物质只含有一种元素,则此物质
9、()A.一定是一种单质 B.一定是纯净物 C.一定是混合物 D.可能是纯净物,也可能是混合物【解析】选D。只含有一种元素,一定不是化合物,但可能是一种单质,如H2,为纯净物;也可能不是一种单质,而是两种单质的混合物,如金刚石和石墨或O2和O3等。2.分类是学习和研究化学的一种重要方法,下列分类合理的是()A.K2CO3和K2O都属于盐 B.KOH和Na2CO3都属于碱 C.H2SO4和HNO3都属于酸 D.Na2O和Na2SiO3都属于氧化物【解析】选C。K2O属于氧化物,Na2CO3和Na2SiO3都属于盐。探究任务二 胶体的性质【实验情境】用激光笔分别照射氢氧化铁胶体和硫酸铜溶液,现象有什
10、么不一样?【问题探究】1.如何在实验室中制取氢氧化铁胶体?提示:(1)点燃酒精灯,将40 mL蒸馏水加热至沸腾。(2)向沸水中逐滴加入56滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,制得氢氧化铁胶体。2.如何区分溶液和胶体?提示:有无丁达尔效应是鉴别溶液和胶体的最简单的操作方法。3.用实验的方法比较溶液、胶体、悬浊液的分散质大小。(1)向盛有25 mL水的烧杯中滴入1 mL FeCl3溶液,加足量的NaOH溶液,得到Fe(OH)3悬浊液。把Fe(OH)3悬浊液和制得的Fe(OH)3胶体进行过滤,过滤后有什么现象?提示:胶体能够透过滤纸,而悬浊液则不能透过滤纸。(2)腌制咸鸭蛋时,N
11、a+、Cl-能透过蛋壳进入蛋壳内,而蛋清和蛋黄却不能进入盐水中,此现象说明了什么问题?提示:蛋白质(高分子)不能透过半透膜,离子和小分子能透过半透膜。【探究总结】1.三种分散系比较 分散系溶液浊液胶体粒子直径100 nm1100 nm外观均一、透明不均一、不透明均一稳定性稳定不稳定较稳定分散质 粒子单个小分子 或离子巨大数目的分子 或离子集合体高分子或多 分子集合体能否通过 滤纸能不能能分散系溶液浊液胶体能否通过 半透膜能不能不能鉴别没有丁达尔 效应静置分层 或沉淀有丁达尔 效应2.胶体区别于其他分散系的本质特征:分散质粒子的直径在1100 nm之间。3.常见的胶体:淀粉溶液、鸡蛋白溶液、豆浆
12、、牛奶、果冻、血液、烟、云、雾、碳素墨水、肥皂水、Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体等。4.分离胶体与溶液用渗析法:原理是胶体粒子不能透过半透膜而溶液中小分子或离子能透过半透膜。5.胶体与浊液的分离用过滤:原理是胶体粒子能透过滤纸而浊液中微粒不能透过滤纸。【探究特训】1.(2020南通高一检测)“钴酞菁”在水中可形成分散质粒子直径约2 nm的分散系,该分散系是()A.溶液 B.胶体 C.浊液 D.化合物【解析】选B。“钴酞菁”的分散质粒子(直径约为2 nm),在水中形成的分散系属于胶体,分散系是由分散质和分散剂组成的,属于混合物。2.“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿,其研究成果广泛应用
13、于催化及军事科学中。所谓“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料,将纳米材料分散到分散剂中,所得混合物一定具有的性质是()A.无色透明 B.丁达尔效应 C.所得液体呈胶状 D.所得物质一定是悬浊液【解析】选B。纳米材料粒子直径为几纳米至几十纳米,符合胶体粒子直径范围:1100 nm,所以纳米材料形成的分散系属于胶体,应具有胶体的性质。3.(2019济南高一检测)下列叙述正确的是()A.直径在1100 nm的粒子称为胶体 B.用过滤的方法可以将胶体和溶液分离 C.用激光笔照射鸡蛋白溶液有一条光亮的通路 D.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应【解析】选C。分散质粒子的直径
14、在1100 nm的称为胶体,A错误;胶体和溶液都能透过滤纸,B错误;鸡蛋白溶液是一种胶体,用激光笔照射,会产生丁达尔效应,C正确;胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径在1100 nm,D错误。【补偿训练】1.将少量下列物质分别加入足量的水中,充分搅拌后能形成溶液的是()A.粉笔灰 B.冰块 C.食盐 D.色拉油【解析】选C。粉笔灰不溶于水,形成悬浊液;冰块是固态的水,融化后是纯净物,不是溶液;食盐溶于水形成氯化钠溶液;色拉油不溶于水,形成乳浊液。2.下列有关分散系的说法中,正确的是()若分散系中分散质直径大小为纳米级,则分散系是胶体;浊液的分散质可通过过滤从分散剂中分离出来;任何物
15、质在水中溶解时都有一定溶解度;溶液很稳定,浊液很不稳定,胶体则介于二者之间,属于介稳体系 A.B.C.D.1.(双选)(2020徐州高一检测)化学与生活、社会发展息息相关,下列说法不正确的是()A.“忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间”的海市蜃楼是一种自然现象,与胶体知识有关 B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应 C.CuSO45H2O属于混合物 D.直径在1100 nm之间的粒子称为胶体 课堂素养达标 2.古诗词是我国优秀的传统文化瑰宝,在古诗词中蕴藏着丰富的化学知识。唐代诗人杜牧写的泊秦淮中的“烟笼寒水月笼沙,夜泊秦淮近酒家。”所描绘的景色,其本质原因是()A.水边夜色本身就
16、很美 B.颗粒直径约为1100 nm的 小水滴分散在空气中 C.光线是一种胶体 D.烟雾是一种胶体,能产生丁达尔效应【补偿训练】晚自习的课间,同学们站在四楼上,可以看到市里的空中有移动的光柱,这就是气溶胶发生的丁达尔效应,下列说法不正确的是()A.胶体和溶液都是混合物,它们属于不同的分散系 B.胶体分散质粒子的直径在1100 nm C.利用丁达尔效应可鉴别胶体和溶液 D.胶体经短时间静置后会产生沉淀【解析】选D。胶体比较稳定,短时间内不会形成沉淀。3.(2020日照高一检测)“纳米材料”是粒子直径为1100 nm的材料,纳米碳就是其中的一种,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质()是溶
17、液;是胶体;能产生丁达尔效应;能透过滤纸;不能透过滤纸;静置后,会析出黑色沉淀 A.B.C.D.【易错提醒】溶液、浊液、胶体的分离方法:(1)溶液和胶体能透过滤纸,溶液和胶体分离用半透膜。(2)浊液不能透过滤纸,浊液和胶体分离用过滤的方法。【补偿训练】用饱和的氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体,正确的操作是 ()A.将饱和氯化铁溶液滴入蒸馏水中即可 B.将饱和氯化铁溶液滴入热水中,生成棕黄色液体即可 C.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色液体即可 D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色沉淀即可【解析】选C。Fe(OH)3胶体的制备中,是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,并
18、继续煮沸至呈红褐色。4.(2020赣州高一检测)下列化合物依次属于氧化物、碱、盐的一组是()A.Na2CO3、KOH、CaO B.H2O、H2SO4、NaCl C.CO、NH3H2O、KCl D.CuO、Cu2(OH)2CO3、CaCO3【解析】选C。碳酸钠是由金属离子和酸根离子组成的化合物,属于盐,氢氧化钾属于碱,氧化钙属于氧化物,故A错误;水属于氧化物,硫酸属于酸,氯化钠属于盐,故B错误;一氧化碳属于氧化物,NH3H2O属于碱,氯化钾属于盐,故C正确;氧化铜属于氧化物,Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,碳酸钙属于盐,故D错误。【补偿训练】(2020北京四中高一检测)下列物质符合如图中阴影部
19、分所表示的分类标准的是()A.K2CO3 B.Na2CO3 C.NaCl D.NaHCO3【解析】选B。阴影部分代表碳酸的钠盐,且为正盐,即Na2CO3。5.下列关于胶体和溶液的说法中正确的是()A.胶体不均一、不稳定,静置后易产生沉淀,溶液均一、稳定、静置不产生沉淀 B.溶液和胶体都是纯净物,浊液是混合物 C.光线通过时,胶体产生丁达尔效应,溶液则无丁达尔效应 D.只有胶状物如胶水、果冻类的物质才能称为胶体【补偿训练】下列关于分散系的叙述错误的是()A.分散系的分类:B.用平行光照射FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体,可以加以区分 C.把FeCl3饱和溶液滴入蒸馏水中,以制取Fe(OH)3胶
20、体 D.夜晚城市中光怪陆离的霓虹灯,与丁达尔效应有关 6.(2020青岛高一检测)某同学欲研究H2SO4、NaCl、KCl、Na2CO3、FeCl3、NaOH的性质,他设计了两种实验方案:方案:将它们按照酸、碱、盐分类,然后分别溶于水得到溶液,进行实验;方案:将它们按照钠盐、钾盐、铁盐和其他化合物分类,然后分别溶于水得到溶液,进行实验。下列说法正确的是()A.常温时,将少量铜粉分别投入上述溶液中,按照方案的分类,能完全溶解铜粉的只有稀硫酸 B.按照方案的分类,取某种溶液,在其中加入上述的稀硫酸,有气泡产生,则该溶液中的溶质可能是Na2CO3 C.按照方案的分类,属于碱的有Na2CO3、NaOH
21、 D.该同学在研究物质性质时只使用了实验法、观察法【解析】选B。稀硫酸与铜不反应,A错误;Na2CO3与稀硫酸反应,有CO2气体产生,B正确;Na2CO3属于盐,C错误;研究物质的性质时除使用实验法、观察法外,还进行了判断推理,D错误。7.纸是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,纸是用于书写、印刷、绘画或包装等的片状纤维制品。中国古代常用石灰水或草木灰水为丝麻脱胶,这种技术也给造纸中为植物纤维脱胶以启示。纸张就是借助这些技术发展起来的。(1)石灰水属于混合物吗?如果是,其分散质是什么?提示:属于混合物。分散质是氢氧化钙。(2)熟石灰、石灰石、生石灰都含有相同的元素,你能分别写出它们的主要成
22、分的化学式吗?提示:Ca(OH)2 CaCO3 CaO【补偿训练】如图为一“铁链”图案,小青在图案上分别写了H2、CO2、Na2O、NaCl、FeCl3五种物质,图中相连的两种物质均可归属为一类,相交部分A、B、C、D为其相应的分类依据代号。请回答下列问题:(1)请将分类依据代号填入相应的括号内:()两种物质常温下都不是固体()两种物质都是钠的化合物()两种物质都是氧化物()两种物质都是盐(2)用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入饱和的“铁链”图案中某种物质M的饱和溶液加热至呈红褐色,制得物质N。物质M的化学式为_。在盛有M溶液的烧杯中,加入氢氧化钠溶液反应后,得到的分散系类别是_,将其进行过滤时,可观察到的现象是_;将物质N进行过滤时,可观察到的现象是_。通过比较实验现象的不同,可得出的结论是_。