内容正文:
第3讲 元素与物质的分类
[课程标准] 1.能依据物质类别和元素价态列举某种元素的典型代表物。能对常见的反应进行分类和分析说明。2.认识同类物质具有相似的性质,一定条件下各类物质可以相互转化。3.认识胶体是一种常见的分散系。能举例说明胶体的典型特征。
考点一 物质的组成和分类
一、元素与物质的组成
1.物质的组成
宏观:物质是由__元素__组成的。
微观:有的物质是由__分子__构成的,有的物质是由__原子__构成的,有的物质是由__离子__构成的。
2.元素与物质的关系
元素
3.元素在物质中的存在形态
(1)游离态:元素以__单质__形式存在的状态。
(2)化合态:元素以__化合物__形式存在的状态。
4.同素异形体
二、物质的分类
1.树状分类法——对同类事物按照某种属性进行再分类
2.交叉分类法——从不同角度对物质进行分类
1.混合物、纯净物的判断
(1)由互为同素异形体的单质组成的物质是混合物,但该物质只含一种元素,如O2、O3的混合气体是混合物。
(2)由同位素的不同原子构成的单质(或化合物)是纯净物,如H2和D2、H2O和D2O。
2.氧化物类型的判断
(1)碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物,Al2O3是两性氧化物。
(2)非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如NO、CO是不成盐氧化物。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物也是酸性氧化物。
(4)酸性氧化物、碱性氧化物不一定能与水反应生成相应的酸或碱,如SiO2、Fe2O3。
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.Na、NaCl、SiO2、H2SO4都称为分子式( )
2.含有金属元素的离子不一定是阳离子( )
3.某物质经科学测定只含有一种元素,不可以断定该物质一定是一种纯净物( )
4.能与酸反应的氧化物,一定是碱性氧化物( )
5.纯碱属于碱,硫酸氢钠、碳酸氢钠属于酸式盐( )
答案 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.×
物质组成与分类的判断
1.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
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
B
NaOH
HCl
NaCl
Na2O
NO
C
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
Mn2O7
D
NaOH
HCl
CaF2
Na2O2
SO2
解析 A项,Na2CO3属于盐,NaOH属于碱,SO2属于酸性氧化物;B项,NO属于不成盐氧化物;D项,Na2O2不是碱性氧化物。
答案 C
2.物质的分类如图所示:
由图判断下列说法不正确的是( )
A.甲图所示的分类方法属于树状分类法
B.乙图所示的分类方法属于交叉分类法
C.碱性氧化物一定是金属氧化物
D.非金属氧化物一定是酸性氧化物
解析 树状分类法含义:对同一类事物按照某些属性进行再分类的分类法,从图形看应属于树状分类法,故A正确;交叉分类法含义:根据物质不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的一种分类方式,从图形看应属于交叉分类法,故B正确;碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3,故C正确;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,可能是不成盐氧化物,如CO属于非金属氧化物但不属于酸性氧化物,故D错误。
答案 D
纯净物与混合物的判断
3.现有下列物质:①冰水共存物;②水煤气;③铝热剂;④普通玻璃;⑤水玻璃;⑥有机玻璃;⑦漂白粉;⑧TNT;⑨H2SO4;⑩含氧40%的氧化镁;⑪花生油;⑫福尔马林;⑬密封保存的NO2气体;⑭CuSO4·5H2O;⑮液氯;⑯王水;⑰KAl(SO4)2·12H2O;⑱分子式为C5H10的烃;⑲分子式为C7H8的芳香烃。
以上物质中一定为纯净物的是________(填序号,下同),一定为混合物的是________,可能是纯净物也可能是混合物的是________。
答案 ①⑧⑨⑩⑭⑮⑰⑲ ②③④⑤⑥⑦⑪⑫⑬⑯ ⑱
常见的混合物
(1)气体混合物:空气、水煤气(CO和H2)、爆鸣气(H2和O2)、天然气(主要成分是CH4)、焦炉气(主要成分是H2和CH4)、高炉煤气、石油气、裂解气。
(2)液体混合物:氨水、氯水、王水、天然水、水玻璃、福尔马林、浓硫酸、盐酸、汽油、植物油、部分胶体。
(3)固体混合物:大理石、碱石灰、漂白粉、固体高分子、玻璃、水泥、固体合金、铝热剂。
考点二 物质的性质和变化
1.物理变化和化学变化的判断方法
从宏观上判断
有__新物质生成__的是化学变化,反之是物理变化
从微观上判断
有__旧化学键断裂__,同时有__新化学键形成__的是化学变化;只有化学键断裂或生成的过程不是化学变化,如NaCl晶体的熔化和溶液中晶体的析出
2.化学反应的分类
(1)按反应物、生成物种类及数目的多少分为:①化合反应;②分解反应;③置换反应;④复分解反应。
(2)按化学反应中有无离子参与分为:①离子反应;②非离子反应。
(3)按化学反应中有无电子转移分为:①氧化还原反应;②非氧化还原反应。
(4)按化学反应进行的程度和方向分为:①可逆反应;②不可逆反应。
(5)按化学反应中的能量变化分为:①放热反应;②吸热反应。
3.单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系
1.化学变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,只有旧化学键的断裂或只有新化学键的形成过程不是化学变化,例如,HCl气体溶于水只破坏共价键,不是化学变化。
2.原子核的聚变、裂变不是化学变化。
3.金属(或非金属)单质到盐的两条重要转化关系
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.蛋白质的变性、纳米银粒子的聚集都是化学变化( )
2.用铂丝蘸取Na2SO4、Na2CO3、NaCl溶液进行焰色试验是化学变化( )
3.232Th转化成233U是化学变化( )
4.Na2CO3·10H2O的风化是化学变化( )
5.用鸡蛋壳膜和蒸馏水除去淀粉胶体中的食盐不涉及化学变化( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√
生产、生活中的物质变化
1.下列属于物理变化的是( )
A.煤的气化 B.天然气的燃烧
C.烃的裂解 D.石油的分馏
解析 煤的气化是用煤和水在高温条件下来生产CO和H2的过程,故为化学变化,A错误;天然气燃烧生成二氧化碳和水,故为化学变化,B错误;烃的裂解是用重油为原料来生产乙烯等短链烯烃的过程,有新物质生成,故为化学变化,C错误;石油的分馏是利用石油中各组分沸点的不同、用加热的方法将各组分分离的方法,无新物质生成,故为物理变化,D正确。
答案 D
2.下列有关变化过程的叙述不正确的是( )
A.从海水中提取镁必须通过化学反应才能实现
B.用侯氏制碱法制纯碱必须通过化学反应才能实现
C.用“地沟油”纯化生产“生物燃油”的过程发生的是化学变化
D.激光法蒸发石墨得C60发生的是化学变化
解析 从海水中提取镁的过程是Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg,其中发生了化学变化,A项正确;侯氏制碱法的过程是NaCl→NaHCO3→Na2CO3,其中发生了化学变化,B项正确;“地沟油”纯化是分馏的过程,发生的是物理变化,C项错误;石墨与C60的结构不同,在转化的过程中有旧化学键的断裂与新化学键的形成,发生的是化学变化,D项正确。
答案 C
单质、氧化物、酸、碱、盐的转化
3.X、Y、Z、W各代表一种物质,若X+Y===Z+W,则X和Y之间不可能是( )
A.盐和盐的反应
B.金属氧化物和水的反应
C.酸与碱的反应
D.酸性氧化物和碱性氧化物的反应
解析 A、C中的反应均有两种物质生成;B项若为金属氧化物,则生成两种物质,若为碱性氧化物,只生成一种物质——碱;D项只生成一种物质——盐。
答案 D
4.As2O3俗称砒霜,是一种两性氧化物,可用于治疗癌症。As2O5是一种酸性氧化物。水体中含有一定浓度的H3AsO3和H3AsO4时会破坏水质,需要通过一定的方法除去。下列转化在指定条件下能够实现的是( )
A.As2O3H3AsO3
B.As2O5As2O3
C.H3AsO4Na3AsO4(aq)
D.As2O5H3AsO3
解析 As2O3是一种两性氧化物,和盐酸会生成盐而不是酸,A错误;As2O5具有强氧化性,次氯酸钠也具有氧化性,不能发生氧化还原反应,B错误;H3AsO4为三元酸,可以和过量的氢氧化钠生成正盐Na3AsO4,C正确;As2O5是一种酸性氧化物,可以和水反应生成H3AsO4,D错误。
答案 C
考点三 分散系 胶体
一、区分三种分散系
1.分散系
(1)概念:把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物。
(2)分类:根据分散质粒子__直径的大小__将分散系分为溶液、__胶体__和浊液。
2.三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子
单个小分
子或离子
高分子或多
分子集合体
巨大数目的
分子集合体
分散质粒子直径
小于__1__ nm
__1~100__ nm
大于__100__ nm
性质
外观
均一、透明
均一
不均一、
不透明
稳定性
__稳定__
较稳定
__不稳定__
能否透过滤纸
__能__
__能__
不能
能否透过半透膜
__能__
__不能__
不能
鉴别
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置分层或沉淀
二、胶体的性质及制备
1.常见的胶体
烟、云、雾、AgI水溶胶、烟水晶、有色玻璃等。
2.丁达尔效应
(1)当可见光束通过胶体时,出现__光亮的通路__的现象。
(2)应用:鉴别溶液与胶体。
3.Fe(OH)3胶体的制备
(1)反应原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
(2)操作步骤:向40 mL沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈现__红褐__色。
制备Fe(OH)3胶体的“四不能”
(1)不能用自来水代替蒸馏水制备Fe(OH)3胶体,因为自来水中有电解质会使胶体发生聚沉。
(2)不能用玻璃棒搅拌。
(3)不能过度加热,加热至液体呈红褐色,停止加热,若继续加热,Fe(OH)3胶体聚沉生成Fe(OH)3沉淀。
(4)不能加沉淀符号“↓”,书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时,生成的胶体应注明“胶体”二字。
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.直径介于1~100 nm之间的微粒称为胶体( )
2.“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10-9m)在水中形成的分散系能产生丁达尔效应( )
3.碳纳米管属于胶体分散系,该材料具有超强的吸附能力( )
4.胶体不一定是液态,胶体的丁达尔效应属于物理变化( )
5.将1 mL 1 mol/L的FeCl3溶液逐滴加入沸水中制备Fe(OH)3胶体,若FeCl3完全水解,则可制得Fe(OH)3 胶体粒子少于0.001NA个( )
答案 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√
1.当光束通过下列分散系:①有尘埃的空气 ②稀硫酸 ③蒸馏水 ④Fe(OH)3胶体,能观察到丁达尔效应的是( )
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
答案 C
2.按要求回答下列问题。
(1)胶体粒子的直径范围是________;
(2)区别溶液和胶体的方法是________;
(3)能够使胶体聚沉的方法有________;
(4)分离、提纯胶体的方法是________;
(5)制备Fe(OH)3胶体反应的离子方程式:_________________。
答案 (1)1~100 nm (2)丁达尔效应
(3)加入电解质、加入与胶粒带相反电荷的胶体、加热、搅拌等 (4)渗析
(5)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
胶体的净水原理
(1)常见的净水剂:KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等,其净水原理是Al3+、Fe3+水解分别生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体而起到净化水的目的。
(2)胶体粒子的直径一般在1~100 nm之间,它决定了胶体粒子具有较大的表面积,吸附力很强,能在水中吸附悬浮固体或毒素形成沉淀,从而达到净化水的目的,这就是胶体净水的原理。
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