内容正文:
第1课时 物质的分类
知识点一 根据物质的组成和性质分类
1.元素与物质的关系
(1)任何物质都是由元素组成的, 根据元素组成对物质进行分类是化学研究的基础。
(2)每一种元素都可以形成单质,绝大多数元素都能与其他元素形成化合物。
(3)同素异形体
①由同一种元素形成的几种性质不同的单质,叫作这种元素的同素异形体。
②举例 : 金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体;氧气和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体。白磷(P4)和红磷(P)是磷元素的同素异形体。
2.分类
(1)分类的概念
分类是根据研究对象的共同点和差异点,将它们区分为不同种类和层次的科学方法。
(2)分类的意义
①有利于人们分门别类地进行深入研究,揭示事物的本质特征。
②可以发现物质及其变化的规律,预测物质的性质及可能发生的变化。
3.两种常见分类方法
(1)树状分类法
根据物质的组成对物质进行分类的一种方法,形象地称为树状分类法。
例如:
(2)交叉分类法
从不同的角度对物质进行分类的一种方法,形象地称为交叉分类法。
例如:
4.从物质的组成和性质角度对氧化物进行分类
(1)氧化物的分类
①依据性质,氧化物可分为酸性氧化物和碱性氧化物。
②依据组成,氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物。
(2)酸性氧化物
定义:酸性氧化物是指与碱反应只生成盐和水的氧化物,大多数非金属氧化物属于酸性氧化物。
易错提醒:①酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7。②非金属氧化物不一定都是酸性氧化物,如CO、NO。
(3)碱性氧化物
定义:碱性氧化物是与酸反应只生成盐和水的氧化物,大多数金属氧化物属于碱性氧化物。
易错提醒:①碱性氧化物一定是金属氧化物。②金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7。
[典题例析]
【例1】 分类是一种重要的学习方法。下列物质分类完全正确的是( )
选项
单质
化合物
混合物
A
铁
苛性钠
冰水混合物
B
水银
苏打
空气
C
煤炭
生石灰
天然气
D
液氧
盐酸
生理盐水
【解析】 冰水混合物是水的不同形态的物质,都是水,属于化合物,A错误;水银是汞单质,苏打是碳酸钠的俗称,属于化合物,空气是混合物,B正确;煤炭是一种化石燃料,由多种元素和物质组成,属于混合物,C错误;盐酸是氯化氢的水溶液,属于混合物,D错误。
【答案】 B
【例2】 下列反应方程式中有一个与其他三个在分类上不同,该反应是( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.CO2+C2CO
C.NH4HSNH3↑+H2S↑
D.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
【解析】 四种基本反应类型为化合反应、分解反应、复分解反应、置换反应,题中A为化合反应,B为化合反应,C为分解反应,D为化合反应。
【答案】 C
[对点练习]
1.下列叙述正确的是( )
A.非金属氧化物一定是酸性氧化物
B.金属氧化物一定是碱性氧化物
C.酸性氧化物一定是非金属氧化物
D.碱性氧化物一定是金属氧化物
2.下列物质的分类正确的是( )
选项
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
SO2
B
NaOH
HCl
NaHSO4
Na2O
CO
C
Cu2(OH)2CO3
CH3COOH
CaF2
CO
SO2
D
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
知识点二 分散系及其分类
1.分散系
2.分散系的分类——按照分散质粒子的大小可分为三类
3.胶体的分类——按照分散剂的状态不同可分为三类
分散剂状态
液体
气体
固体
胶体类别
液溶胶
气溶胶
固溶胶
举例
Fe(OH)3胶体
烟、云、雾
有色玻璃
常见胶体还有:Al(OH)3胶体、硅酸胶体、牛奶、豆浆、果冻、墨水、肥皂水、血液、蛋白质溶液、淀粉溶液、大多数天然宝石、烟水晶、土壤等。
[典题例析]
【例3】 下列不属于分散系的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.硫酸铜
C.氢氧化铁胶体 D.牛奶
【解析】 分散系是把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,一定是混合物,当分散剂是水或者其他液体时,根据分散质粒子直径的大小,分散系可分为三类:溶液、胶体、浊液,由此解答。氢氧化钠溶液是溶液,属于分散系,故A不符合题意;硫酸铜是化合物,不属于分散系,故B符合题意;氢氧化铁胶体是胶体,属于分散系,故C不符合题意;牛奶是胶体,属于分散系,故D不符合题意。
【答案】 B
【例4】 下列关于分散系的说法不正确的是( )
A.所有的分散系都是混合物
B.浊液中分散质颗粒不能透过滤纸
C.碘酒这种分散系的溶质是酒精
D.雾是小水滴的聚集体分散到大气中形成的分散系
【解析】 分散系是指一种或多种物质(分散质)分散在另一种物质(分散剂)中所形成的混合体系,一定是混合物,故A正确;胶体和溶液的分散质粒子都可以通过滤纸,浊液的分散质粒子不能通过滤纸,故B正确;碘酒是碘分散到酒精中形成的分散系,分散质是碘,分散剂是酒精,故C错误;雾是胶体,是小水滴的聚集体分散到大气中形成的分散系,故D正确。
【答案】 C
[对点练习]
3.下列叙述正确的是( )
A.FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体与Fe(OH)3沉淀的本质区别是胶体粒子带电
B.根据分散系的稳定性大小将混合物分为胶体、溶液和浊液
C.将几滴汽油加入装有10 mL水的试管中,用力振荡形成胶体
D.胶体、分散系、混合物概念间的从属关系可用下图表示
4.下列有关说法正确的是( )
A.氯化钠溶液均一、稳定、透明,不是分散系
B.“冰水混合物”是一种分散系
C.分散系有的是纯净物,有的是混合物
D.分散系都是混合物,按分散质和分散剂所处的状态,分散系的组合可能有9种方式
知识点三 Fe(OH)3胶体的制备及丁达尔效应
1.Fe(OH)3胶体的制备
(1)图示
(2)方法:向沸腾的蒸馏水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即制得Fe(OH)3胶体。
(3)原理: ________+3H2OFe(OH)3(胶体)+________。
(4)注意:不能加热时间过长,不能用玻璃棒搅拌,不能用自来水代替蒸馏水。
2.胶体的性质——丁达尔效应
(1)实验探究:Fe(OH)3胶体与CuSO4溶液性质的比较。
分散系
用激光笔光束照射,在垂直光束方向观察时的现象
CuSO4溶液
无光亮的通路产生
Fe(OH)3胶体
有光亮的通路产生
(2)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通路,这种现象称为丁达尔效应。
②原因:丁达尔效应是由胶体中分散质微粒对可见光散射而形成的。
③应用:鉴别胶体和溶液。
[典题例析]
【例5】 用下列方法制备胶体:①BaCl2溶液和等体积的硫酸溶液混合振荡;②把1 mL饱和的FeCl3溶液逐滴加入20 mL沸水中;③ NaOH溶液滴到 FeCl3溶液中。其中可行的是( )
A.①② B.①③
C.只有② D.①②③
【解析】 胶体制备时对溶液浓度、反应时的操作、滴加试剂的顺序都有严格要求。①中会生成BaSO4沉淀;②是制备Fe(OH)3胶体的正确方法;③中NaOH溶液与FeCl3溶液反应,会得到Fe(OH)3沉淀。
【答案】 C
【例6】 磁流体是电子材料的新秀,它既具有固体磁性,又具有液体的流动性。制备时将含等物质的量的硫酸亚铁和硫酸铁的溶液混合,再滴入稍过量的氢氧化钠溶液,随后加入油酸钠溶液,即可生成黑色的、分散质粒子的直径在5.5~36 nm 的磁流体。下列说法中正确的是( )
A.所得的分散系属于悬浊液
B.该分散系能产生丁达尔效应
C.所得的分散系中分散质为红棕色的氧化铁
D.向分散系中加入氯化钠固体,无明显变化
【解析】 磁流体中分散质微粒直径在1~100 nm之间属于胶体,能产生丁达尔效应,加入氯化钠可产生聚沉;磁流体为黑色,不可能为红棕色的氧化铁。
【答案】 B
[对点练习]
5.当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是( )
①氢氧化铁胶体 ②氯化钠溶液 ③新制氢氧化铜悬浊液 ④云、雾 ⑤稀豆浆
A.①②④ B.①③④
C.①③⑤ D.①④⑤
1.下列物质的分类采用树状分类法的是( )
A.铁是单质,又是导体
B.氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物
C.氯化钠是钠的化合物,又是氯化物
D.氢氧化钙是纯净物、化合物,又是碱
2.下列物质属于酸性氧化物的是( )
A.CO B.SO3
C.HClO D.H2O
3.下列说法正确的是( )
A.含有氧元素的化合物一定是氧化物
B.纯净物一定由同种分子构成
C.含一种元素的物质一定是单质
D.由同种分子构成的物质一定是纯净物
4.下列关于物质分类的正确组合是( )
选项
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
碱式碳酸铜
盐酸
烧碱
氧化钠
二氧化硫
B
熟石灰
硫酸
食盐
氧化铁
氧化铝
C
Al(OH)3
NaHSO4
硫酸铵
过氧化钠
二氧化硅
D
苛性钾
CH3COOH
小苏打
氧化钙
五氧化二磷
5.下列关于氧化物分类的说法不正确的组合为( )
①金属氧化物也可以是酸性氧化物
②非金属氧化物一定是酸性氧化物
③碱性氧化物一定是金属氧化物
④能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物
⑤能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物
A.③④⑤ B.①②③
C.②④⑤ D.①②③④⑤
6.关于分散系,下列叙述正确的是( )
A.云、雾属于液溶胶
B.分散质粒子直径小于1 nm的是溶液
C.胶体粒子对光线折射产生丁达尔效应
D.乳浊液和悬浊液不属于分散系
7.如图所示是气体分子示意图,图中“○”和“●”分别表示两种不同质子数的原子,其中表示纯净物的是( )
8.淀粉溶液是一种胶体,并且淀粉遇到碘单质可以出现明显的蓝色特征。现将淀粉和稀Na2SO4溶液混合,装在半透膜袋中,浸泡在盛蒸馏水的烧杯内,过一段时间后,取烧杯中液体进行实验,能证明半透膜完好无损的是( )
A.加入BaCl2溶液产生白色沉淀
B.加入碘水不变蓝
C.加入BaCl2溶液没有白色的沉淀产生
D.加入碘水变蓝
9.科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,每个泡沫含有约4000个碳原子,直径约6~9 nm,在低于-183 ℃时,泡沫具有永久磁性,下列叙述不正确的是( )
A.“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体
B.把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中,能产生丁达尔效应
C.“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物
D.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质不同
10.“纳米技术”广泛应用于催化及军事科学中,“纳米材料”是粒子直径为1~100 nm(纳米)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( )
①是溶液 ②是胶体 ③是浊液 ④不能透过滤纸 ⑤能透过滤纸 ⑥能产生丁达尔效应 ⑦静置后,会析出黑色沉淀
A.②⑤⑥ B.②⑥⑦
C.①⑤ D.③④⑦
11.2023年诺贝尔化学奖授予在“发现和合成量子点”方面作出贡献的三位科学家。“量子点”是由数百或数千个原子构成的小团体,该小团体的直径通常在2~10 nm。将适量的“铜量子点”置于植物油中,形成分散系,下列对该分散系的说法不正确的是( )
A.能形成丁达尔效应
B.可以透过滤纸
C.属于胶体
D.可以透过半透膜
12.下列分散系不能产生“丁达尔效应”的是( )
A.云 B.豆浆
C.氢氧化铁胶体 D.NaCl溶液
13.我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3 nm)恢复了磁性。“钴酞菁”分子的结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法正确的是( )
A.“钴酞菁”分子能透过半透膜
B.“钴酞菁”分子分散在水中所形成的分散系带电
C.此项工作可以用来改变分子的某些物理性质
D.“钴酞菁”分子分散在水中所形成的分散系为溶液
14.利用饱和FeCl3溶液与H2O反应制得的胶体的胶团结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.Fe(OH)3胶体显电中性
B.FeCl3溶液与Fe(OH)3胶体的本质区别是有没有丁达尔效应
C.向Fe(OH)3胶体中加入过量盐酸,先产生红褐色沉淀后沉淀溶解
D.Fe(OH)3胶粒带正电,在外加直流电源下向与电源负极相连的电极移动
15.食品包装袋中有一个小纸袋,上面写着“石灰干燥剂”。
(1)“石灰干燥剂”的主要成分生石灰是________(填化学式),“石灰”所属的物质类型是________(填序号);
①金属氧化物;②碱性氧化物;③碱;④碱性干燥剂;⑤化合物;⑥盐
(2)生石灰可作干燥剂的理由是______________________(用化学方程式表示);
(3)某同学将浓硫酸、碱石灰、生石灰等物质划分为一类。该同学的分类依据为________(填字母)。
A.酸类 B.碱类
C.氧化物 D.干燥剂
16.“牙好,胃口就好,吃嘛嘛香”。我们都希望自己有一口好牙,所以,养成良好的刷牙习惯很重要。牙膏是日常生活中常用的清洁用品,由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、黏合剂、香料、甜味剂及其他特殊成分构成。下表列出了三种牙膏中的摩擦剂。
(1)将上述摩擦剂所属物质的正确类别填入空格。
牙膏
X牙膏
Y牙膏
Z牙膏
摩擦剂
氢氧化铝
碳酸钙
二氧化硅
摩擦剂物质类别(指酸、碱、盐、氧化物)
________
________
________
化学式
________
________
________
(2)你推测上述三种摩擦剂都________(填“溶于”或“不溶于”)水,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知二氧化硅的化学式为SiO2,该物质能与NaOH溶液反应,反应的化学方程式为2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O,非金属氧化物SO2也具有类似的性质,请你写出SO2与NaOH溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
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第1课时 物质的分类
新课知识学习
知识点一
3.(1)纯净物 金属单质 酸 碱 盐
知识点二
1.一种(或多种) 粒子 另一种(或多种) 被分散成粒子 容纳分散质
知识点三
1.(3)FeCl3 3HCl
对点练习
1.解析:选D。酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物,大多数非金属氧化物是酸性氧化物,但也有不是的,如CO,A错误;碱性氧化物是指和酸反应只能生成盐和水的氧化物,大多数金属氧化物是碱性氧化物,但也有不是的,如Mn2O7,B错误;酸性氧化物是一类能与碱作用只生成一种盐和水的氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7,C错误;碱性氧化物是指和酸反应只能生成盐和水的氧化物,碱性氧化物一定是金属氧化物,D正确。
2.解析:选A。一氧化碳不是酸性氧化物,也不是碱性氧化物;二氧化硫是酸性氧化物。
3.解析:选D。胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径的大小不同,A错误;根据分散质粒子直径大小来分类,B错误;将几滴汽油加入装有10 mL水的试管中,用力振荡形成浊液,C错误。
4.解析:选D。溶液全部是分散系,且一定是混合物。根据分散剂和分散质的状态可以判断出组合方式有9种。
5.解析:选D。丁达尔效应为胶体特有的性质,①氢氧化铁胶体,④云、雾,⑤稀豆浆均属于胶体,②氯化钠溶液为溶液,③新制氢氧化铜悬浊液为浊液,不具有丁达尔效应。综上所述答案为D。
课时达标演练
1.解析:选B。A、C、D涉及的都是交叉分类法。
2.解析:选B。CO既不能与酸反应产生盐和水,也不能与碱反应产生盐和水,因此CO属于不成盐氧化物,而不是酸性氧化物,A不符合题意;SO3易溶于水,与水反应产生H2SO4,因此SO3是酸性氧化物,B符合题意;HClO中含有三种元素,因此不属于氧化物,C不符合题意;H2O不能与酸反应,也不能与碱反应,属于中性氧化物,D不符合题意。
3.解析:选D。含有氧元素的化合物(如硫酸)不一定是氧化物;纯净物可由原子构成(如金刚石);含一种元素的物质(如O2和O3的混合气体)不一定是单质。
4.解析:选D。A.碱式碳酸铜为盐,烧碱为碱;B.氧化铝是两性氧化物;C.氢氧化铝为两性氢氧化物,硫酸氢钠为盐,过氧化钠不属于碱性氧化物。
5.解析:选C。①金属氧化物也可以是酸性氧化物,如Mn2O7为酸性氧化物,故①正确;③碱性氧化物是和酸反应只生成盐和水的氧化物,一定是金属氧化物,故③正确。
6.解析:选B。云、雾属于气溶胶,A错误;胶体的分散质粒子直径介于1~100 nm之间,小于1 nm的是溶液,B正确;丁达尔效应是光通过胶体分散质粒子发生散射产生的,C错误;胶体是分散系,溶液、乳浊液、悬浊液都属于分散系,D错误。
7.分析:纯净物由一种物质组成,混合物由两种或两种以上的物质组成,据此判断。
解析:选D。由两种原子直接构成的两种物质,属于混合物,故A不选;含有三种分子,即含有三种物质,属于混合物,故B不选;含有两种分子,即含有两种物质,属于混合物,故C不选;含有一种分子,即一种物质,属于纯净物,故D选。
8.解析:选B。这是一个渗析实验,如果半透膜完好无损,则只有钠离子和硫酸根离子能够透过半透膜,淀粉不能透过半透膜;烧杯中的液体可以检验出硫酸根离子,检验不出淀粉的存在,即加入碘水不变蓝,可以证明半透膜无损。
9.解析:选C。“碳纳米泡沫”属于碳单质,与石墨互为同素异形体,故A正确;“碳纳米泡沫”每个泡沫含有约4000个碳原子,直径约6~9 nm,分散到适当的溶剂中形成胶体,能产生丁达尔现象,故B正确;“碳纳米泡沫”只含有一种碳元素,属于碳单质,故C错误;“碳纳米泡沫”在低于-183 ℃时,泡沫具有永久磁性,金刚石没有磁性,二者性质不同,故D正确。
10.解析:选A。“纳米材料”是粒子直径为1~100 nm的材料,纳米碳就是其中的一种。属于胶体分散质粒子直径的大小,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,具有丁达尔效应,能透过滤纸,具有介稳性,不生成沉淀,故②⑤⑥正确。
11.解析:选D。“量子点”的直径通常在2~10 nm,将适量的“铜量子点”置于植物油中,形成分散系,属于胶体。该分散系属于胶体,胶体能形成丁达尔效应,故A正确;该分散系属于胶体,胶粒能透过滤纸,故B正确;“量子点”的直径通常在2~10 nm,所以该分散系属于胶体,故C正确;该分散系属于胶体,胶粒不能透过半透膜,故D错误。
12.解析:选D。云是胶体,故有丁达尔效应,故A错误;豆浆是胶体,故有丁达尔效应,故B错误;氢氧化铁胶体是胶体,故有丁达尔效应,故C错误;NaCl溶液是溶液,不是胶体,故无丁达尔效应,故D正确。
13.解析:选C。“钴酞菁”的分子(直径为1.3 nm),属于胶体分散系,具有胶体的性质,具有丁达尔效应、能透过滤纸等性质。“钴酞菁”分子不能透过半透膜,故A错误;“钴酞菁”分子分散在水中所形成的分散系不带电,呈电中性,故B错误;我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3 nm)恢复了磁性,此项工作可以用来改变分子的某些物理性质,故C正确;“钴酞菁”分子分散在水中所形成的分散系为胶体,故D错误。
14.解析:选B。氢氧化铁胶粒带正电荷,氢氧化铁胶体为电中性不带正电荷,A正确;氯化铁溶液、氢氧化铁胶体二者的本质区别是分散质粒子直径的不同而不是有没有丁达尔效应,B错误;向Fe(OH)3胶体中加入过量盐酸,先发生聚沉产生红褐色沉淀,然后沉淀溶于盐酸溶解,C正确;Fe(OH)3胶粒带正电,在外加直流电源下向与电源负极相连的电极移动,D正确。
15.解析:(1)生石灰的主要成分是氧化钙,化学式为CaO;氧化钙是金属氧化物,属于化合物,且能和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,氧化钙可以和空气中的水反应生成氢氧化钙,可用做干燥剂,故为碱性干燥剂,选①②④⑤;(2)氧化钙可以和空气中的水反应生成氢氧化钙,可用作干燥剂,反应的化学方程式为CaO+H2O===Ca(OH)2;(3)浓硫酸、碱石灰、生石灰都能吸收空气中的水蒸气,是常用的干燥剂,浓硫酸是液体、属于酸,碱石灰是混合物,生石灰是碱性氧化物,故选D。
答案:(1)CaO ①②④⑤
(2)CaO+H2O===Ca(OH)2 (3)D
16.解析:(1)碱是电离出的阴离子都是氢氧根离子的化合物;盐是由金属阳离子或铵根离子和酸根离子构成的化合物;氧化物是含有两种元素,其中一种为氧元素的化合物;氢氧化铝是电离出的阴离子都是氢氧根离子的化合物,属于碱;化学式为Al(OH)3;碳酸钙是由金属阳离子或铵根离子和酸根离子构成的化合物,属于盐,化学式为CaCO3;二氧化硅是含有两种元素其中一种为氧元素的化合物,属于氧化物,化学式为SiO2。(2)上述三种摩擦剂都不溶于水,因为作为摩擦剂要具有一定的硬度和摩擦效果,需为固体小颗粒;(3)SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
答案:(1)碱 盐 氧化物 Al(OH)3 CaCO3 SiO2
(2)不溶于 作为摩擦剂要具有一定的硬度和摩擦效果,需为固体小颗粒
(3)SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
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