第01讲 物质的分类及转化-2026年新高一化学精讲精练(人教版2019必修一)
2026-06-18
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 物质的分类及转化 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.14 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 元芳科学 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58399401.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦“物质的分类及转化”核心知识点,从同素异形体引入物质多样性,通过树状与交叉分类法构建系统分类框架,再深入分散系中胶体的本质区别及性质,结合酸、碱、盐通性与反应类型形成物质转化规律,为后续学习提供认知支架。
资料通过碳单质结构模型、豆浆制豆腐等实例,将宏观现象与微观本质结合,培养化学观念。Fe(OH)3胶体制备实验及习题设计,兼顾基础判断与综合应用,课中辅助实验教学与概念辨析,课后帮助学生查漏补缺,提升科学思维与探究能力。
内容正文:
第01讲 物质的分类及转化
学习目标
重难点
1.认识元素可以组成不同种类的物质,能抓住所给的不同物质在某些物理性质或化学性质上的共同点,将其进行分类。
2.能根据分散系中分散质大小的不同,理解胶体的概念及胶体与其他分散系的本质区别,认识胶体是一种常见的分散系。
3.同类物质具有相似的化学性质,能书写陌生物质反应的化学方程式。
4.知道一定条件下各类物质可以相互转化,理解其转化所需的条件。
重点:分类思想的建立
难点:胶体的性质
据统计截止到2020年,人们发现和合成的物质已超过1亿种。为了认识和研究的方便,人们常根据物质的组成、结构、性质或用途等进行分类。如从碳元素看,可形成以下几种单质:
金刚石晶体结构模型 石墨结构模型 碳60结构模型 石墨烯结构模型 碳纳米管结构示意图
一、物质的分类
1.同素异形体
定义
由同一种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。
①“同”——指元素相同;②“异”——指形成单质不同,结构不同,性质有差异。
实例
金刚石、石墨和C60;O2和O3;红磷和白磷
产生原因
①组成分子的原子数目和成键方式不同,如氧气(O2)和臭氧(O3)。
②原子的排列方式不同,如金刚石(空间网状)和石墨(层状)。
研究对象
同素异形体是指单质,不是指化合物。
温馨提醒
①物理性质不同,化学性质有的相似,有的相差较大。
②由同种元素组成的物质,不一定是纯净物。如氧气(O2)和臭氧(O3)的混合物。
③同素异形体之间的转化属于化学变化。
④同素异形体之间的转化既有单质参加,又有单质生成,但没有涉及化合价的变化。
2.物质的分类方法
根据物质
的组成
树状分类法
按照一定标准对同类事物进行再分类,如:
交叉分类法
对同一物质按不同的标准进行分类,如
根据物质的性质
(如氧化物)
酸性氧化物
与碱反应只生成一种盐和水的氧化物。
如:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
碱性氧化物
与酸反应只生成一种盐和水的氧化物。
如:Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
两性氧化物
既与碱反应只生成一种盐和水,又能与酸反应只生成一种盐和水的氧化物。
如:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
①冰和水混合在一起仍是纯净物,因为二者仅是状态不同,组成物质相同,都是H2O。
②CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O等结晶水合物均为纯净物。
③纯碱(Na2CO3)不是碱,属于盐。
④虽然NO2能与碱反应生成盐和水(2NO2+2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O),但氮元素化合价改变,不存在氮元素为+4 价的含氧酸盐,NO2属于不成盐氧化物。
⑤非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如 CO、NO 等;酸性氧化物也不一定是非金属氧化物,如 Mn2O7[对应高锰酸(HMnO4)]等;金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7(酸性氧化物)、Al2O3(两性氧化物)等; 碱性氧化物一定是金属氧化物。几种氧化物之间的关系可以用下图表示:
⑥酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水发生反应生成相应的酸、碱,如 SiO2、CuO 与水不反应。能与水反应生成酸、碱的氧化物也不一定是酸性氧化物、碱性氧化物,如 NO2、Na2O2。
⑦酸分类中的“元”是根据酸电离出的 H+数目来确定的,酸分子中含有几个氢原子,它不一定是几元酸,因为不一定所有氢原子都能电离形成氢离子,如 CH3COOH分子中有4个氢原子,但它只能电离出1个H+,属于一元酸。
⑧溶于水能电离出H+的化合物不一定是酸,如 NaHSO4;溶于水能电离出 OH- 的化合物不一定是碱,如 Mg(OH)Cl; 盐不一定仅由金属阳离子和酸根离子构成,如 NH4Cl;非金属元素也可形成阳离子,如 NH4+;酸根离子中不一定只有非金属元素,如 MnO4-。
硫酸铜溶液
泥水悬浊液
氯化铁溶液
氢氧化铁胶体
重庆大足浓浓秋雾 城市若隐若现如梦幻仙境
珍珠明目滴眼液
(胶体溶液)
上述图片中展示的都是一种或几种物质分散于另一种物质,此种混合物叫分散系;通常根据被分散的物质的粒子直径的大小,将其分为三类——溶液、胶体、浊液。
晨曦的光穿过树林
唯美绚丽的彩虹
露天放电影
夜晚城市风景
光线通过硫酸铜溶液
光线氢氧化铁胶体溶液
丁达尔
1869年,丁达尔发现,若令一束汇聚的光通过溶胶,则从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体,这就是丁达尔效应。
3.分散系及其分类
(1)分散系
概念
一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物
组成
分散质
被分散成粒子的物质
分散剂
容纳分散质的物质
分类
分散剂的状态
可分为气溶胶、液溶胶、固溶胶。
分散质粒子直径的大小
(2)几种液体分散系的比较
(3)Fe(OH)3胶体的制备
实验操作
实验操作
取一个100mL小烧杯,加入40mL蒸馏水。将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热。
实验现象
烧杯中液体呈红褐色
制备原理
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
注意事项
①实验中必须用蒸馏水,而不能用自来水。因为自来水中含有杂质离子,易使 Fe(OH)3胶体粒子聚集成大颗粒,产生 Fe(OH)3沉淀。
②向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,而不是直接加热FeCl3饱和溶液,否则会直接生成 Fe(OH)3沉淀而无法得到 Fe(OH)3胶体。
③为了更有利于胶体的形成,制得浓度较大的 Fe(OH)3胶体,应用FeCl3饱和溶液,而不宜选用稀FeCl3溶液。
④当液体呈现红褐色时应立即停止加热,若长时间加热会破坏胶体,产生 Fe(OH)3沉淀。
⑤制备过程中不能用玻璃棒搅拌,否则会使Fe(OH)3胶体粒子碰撞形成大颗粒,最后形成沉淀。
(4)性质与应用
性质:
①丁达尔效应
概念:当光束通过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)而形成的,叫做丁达尔效应。
丁达尔效应的应用:鉴别胶体和溶液,溶液无丁达尔效应。
光束通过Fe(OH)3胶体时能形成光亮的“通路”;光束通过CuSO4溶液时不能形成光亮的“通路”。
②介稳性
概念
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系
具有介稳性的两个原因
原因一:胶体粒子(胶粒)可以通过吸附带电离子而带有电荷,同种胶粒带同种电荷,而同种电荷会相互排斥,不至于使胶粒聚集成更大的颗粒而形成沉淀。胶粒带电是胶体具有介稳性的主要原因。
原因二:胶体粒子在水分子的撞击作用下不停地做布朗运动,与重力作用平衡时便达到沉降平衡的状态。
③电泳
由于胶体粒子带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散剂里作定向移动,这种现象叫做电泳。例如 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场的作用下,带正电荷的 Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动,阴极附近红褐色逐渐加深。
④聚沉
概念
胶体粒子聚集成较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出
原理
中和胶粒所带的电荷或加快胶粒的热运动,增加胶粒的结合机会,可以使胶粒聚集而沉淀下来
方法
①加入电解质:向胶体中加入电解质溶液,加入的阳离子或阴离子所带的电荷与胶体粒子所带的电荷中和,从而使胶体粒子聚集成较大的颗粒,在重力作用下形成沉淀从分散剂中析出。如用豆浆做豆腐时,在一定温度下,加入 CaSO4(或其他电解质溶液),豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,胶体粒子很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。
②加入与胶体粒子带相反电荷的胶粒:加入与胶体粒子带相反电荷的胶粒,也可以起到与加入电解质相同的作用,使胶体聚沉。如把Fe(OH)3胶体(胶粒带正电)加入硅酸胶体(胶粒带负电)中,两种胶体均会发生聚沉。
③加热胶体:加热能使胶粒运动加剧,使胶粒对离子的吸附作用减弱,导致胶体聚沉。如长时间加热时,Fe(OH)3胶体就会发生聚沉形成红褐色的Fe(OH)3沉淀。
胶体性质的应用:
卤水点豆腐
在热豆浆中加入卤水(电解质溶液),使豆浆发生聚沉,聚沉的同时带出大量的水,形成凝胶,即为豆腐。
明矾净水
明矾[KAI(SO4)2·12H2O]溶于水后,与水发生反应生成 Al(OH)3(胶体),Al(OH)3胶体具有吸附性,可以吸附水中的悬浮杂质形成沉淀,达到净水效果
“三角洲”的形成
河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触,溶有大量杂质而形成胶体,入海时与海水接触,海水中的电解质使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口形成三角洲。
墨水的使用
墨水实际上是胶体,不同墨水的胶体粒子可能带有不同的电荷,当胶体粒子所带电荷不同的两种墨水混合时,就会因电性中和而发生聚沉,使钢笔流水不畅或堵塞。
血液有关的应用
血液也是一种胶体,不同血型的人不能相互输血,FeCl3溶液可以止血,都与胶体的聚沉有关。
静电除尘
冶金厂的大量烟尘分散在空气中形成胶体,可用高压电除去,这是利用了气溶胶的电泳性质。
电泳电镀
可以利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。
(5)分散系的分离和提纯
A胶体与溶液的分离
①方法:渗析法。
②原理:胶体微粒不能通过半透膜而溶液中小分子或离子能透过半透膜。
③操作:Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液的分离,将所得溶胶盛于半透膜制作的渗析袋中,置于流动的(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可(如图)。
B胶体与浊液的分离
①方法:过滤。
②原理:胶体微粒能透过滤纸而浊液中微粒不能透过滤纸。
③实例:分离Fe(OH)3悬浊液和Fe(OH)3胶体。
①半透膜具有比滤纸更小的孔隙,只有直径小于 1 nm的小分子、离子能够透过,常见的半透膜有动物肠衣、鸡蛋壳膜、羊皮纸、胶棉薄膜和玻璃纸等。利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子的操作称为渗析。
②常见的胶体有Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、血液、淀粉胶体、有色玻璃、墨水等。
③书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时,要注明“胶体”,不能用“↓”符号。
④FeCl3溶液与 NaOH 溶液反应,得到的是Fe(OH)3沉淀,而不是Fe(OH)3胶体。
―→
铝土矿的主要成分是氧化铝还含有杂质(氧化铁、二氧化硅),工业上需除去杂质得到纯净的氧化铝,再电解氧化铝即得纯净的铝单质。
此提纯的过程中,涉及了物质的转化。
二、物质的转化
1.酸、碱、盐的性质
(1)酸的通性
性质
反应实例
反应类型
与指示剂反应
使紫色石蕊试剂变红,不能使酚酞试剂变色
——
与活泼金属反应
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
置换反应
与金属氧化物反应
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
复分解反应
与碱反应
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
复分解反应
与某些盐反应
CuCO3+H2SO4=CuSO4+H2O+CO2↑
复分解反应
(2)碱的通性
性质
反应实例
反应类型
与指示剂反应
使紫色石蕊变蓝,无色酚酞变红
——
与酸性氧化物反应
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O
复分解反应
与酸反应
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
复分解反应
与某些盐反应
2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
复分解反应
(3)盐的通性
性质
反应实例
反应类型
与金属反应
CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu
置换反应
与酸反应
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
复分解反
与碱反应
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
复分解反应
与盐反应
BaCl2+MgSO4=MgCl2+BaSO4↓
复分解反应
2.化学反应类型
按照生成物、反应物的种类和数目,化学反应可分为:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
(1)置换反应
规律
反应条件
H2+金属氧化物→金属+H2O
加热;K、Ca、Na、Mg、Al等的金属氧化物除外
C+金属氧化物→金属+CO2
高温;K、Ca、Na、Mg、Al等的金属氧化物除外
金属+酸→盐+H2
金属位于金属活动顺序表H的前面;浓硫酸和硝酸除外
金属+盐→新盐+新金属
一般盐可溶;在金属活动顺序表前面的的金属才能置换后面的金属;K、Ca、Na例外(是和水先反应)
(2)复分解反应
规律
反应条件
酸+碱―→盐+H2O
酸、碱中至少有一种可溶
酸+盐→新盐+新酸
酸可溶;有沉淀、气体或更弱的酸生成
碱+盐→新碱+新盐
碱与盐都溶于水;生成物中有沉淀生成
盐+盐→新盐+新盐
反应物都溶于水;生成物中有沉淀生成
3.物质的转化关系
物质间的转化一般可以按照下列思路进行考虑:
金属及其化合物的转化
金属单质→金属氧化物→碱→盐。
如Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3
金属活动顺序表铝及以后金属的氧化物与水不反应
非金属及其化合物的转化
非金属单质→非金属氧化物→酸→盐。
如:C→CO2→H2CO3→Na2CO3
酸性氧化物中只有SiO2与水不反应
按照各物质的通性进行转化
3.物质转化的应用
根据物质的组成和性质,以及物质之间的转化关系,我们可以确定制备某种物质的可能方法。
例如,制备氢氧化钠,可采取以下方法:
(1)碱性氧化物与水反应:Na2O+H2O=2NaOH
(2)碱与盐反应:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(3)电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
1.纯碳新材料“碳纳米泡沫”中每个泡沫约含有4 000个碳原子,直径约为6~9 nm,在低于-183℃时,该泡沫具有水久磁性。下列叙述正确的是( )
A.“碳纳米泡沫”是一种新型的含碳化合物
B.“碳纳米泡沫”不能透过滤纸
C.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质完全相同
D.“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体
【答案】D
【解析】A项,“碳纳米泡沫”只含有一种元素,属于碳单质,错误;B项,“碳纳米泡沫”每个泡沫含有约4 000个碳原子,直径约6~9 nm,分散到适当的溶剂中形成胶体,能透过滤纸,错误;C项,“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,错误;D项,“碳纳米泡沫”只含有一种元素,属于碳单质,与石墨互为同素异形体,正确。
2.下列关于物质分类的正确组合是( )
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CuO
SO2
B
NaOH
HCl
Na2S
Na2O
SiO2
C
Ba(OH)2
CH3COOH
NaHSO4
Al2O3
SO3
D
KOH
HNO3
NaCl
CaO
CO
【答案】B
【解析】A项,Na2CO3属于盐,不是碱,错误;B项,NaOH为碱,HCl为酸,Na2S为盐,Na2O为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,正确;C项,Al2O3为两性氧化物,错误;D项,CO不是酸性氧化物,错误。
3.化学家Kroto曾因发现C60获诺贝尔奖。以下表述正确的是( )
A.金刚石、石墨、C60都是碳单质 B.Na2O和Na2O2是同素异形体
C.白磷和红磷是同一物质 D.由石墨制备C60是物理变化
【答案】A
【解析】A项,金刚石、石墨、C60都是碳单质都是由碳元素组成的单质,正确;B项,同素异形体指的是单质,而Na2O和Na2O2是化合物,错误;C项,白磷和红磷是由磷元素组成的两种结构、性质不同的单质,错误;C项,石墨与C60是碳元素形成的两种单质,由石墨制备制备C60是化学变化,错误。
4.胶体和其他分散系的本质区别是( )
A.分散质粒子的大小 B.是不是一种稳定的体系
C.会不会产生丁达尔效应 D.粒子有没有带电荷
【答案】C
【解析】悬浊液、乳浊液、溶液和胶体均属于分散系,是混合物,C正确;悬浊液、乳浊液很不稳定,分散质将在重力的作用下沉降下来,形成沉淀或分层,A错误;悬浊液、乳浊液均是不透明的液体,溶液和胶体是透明的液体,B错误;只有胶体才有丁达尔效应,D错误。
5.下列方法能够成功制备Fe(OH)3胶体的是( )
A.在40 mL NaOH溶液中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液
B.在40 mL温水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,边振荡边加热到沸腾
C.在40 mL沸水中一次性加入少量饱和FeCl3溶液并加以搅拌
D.在40 mL沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至呈红褐色
【答案】D
【解析】制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液逐滴加入到沸水中,继续煮沸至呈红褐色即可得到氢氧化铁胶体,答案选D。
6.下列物质间的转化不能一步实现的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.CaCl2与Na2CO3反应可以得到CaCO3,A不符合题意;
B.NaOH与硝酸反应得到NaNO3,B不符合题意;
C.CuO不溶于水,与水不反应,不能一步得到Cu(OH)2,C符合题意;
D.Na2CO3与Ba(OH)2反应得到NaOH,D不符合题意;答案选C。
7.分类法在化学学习中应用广泛。
(1)为了保护环境,应减少SO2在大气中的排放。SO2属于酸性氧化物,可与NaOH、
(填与NaOH不同类别的一种具体物质)等反应。写出SO2与NaOH反应的化学方程式 。
(2)氯化铁(FeCl3)可用于金属蚀刻、污水处理等,是重要的化工原料。写出两个生成FeCl3的化学方程式(以含铁元素的不同类别物质为原料)。
① 。
② 。
【答案】(1)①H2O或Na2O ②SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (2)①2Fe+3Cl22FeCl3(或Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O) ②Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O(或3BaCl2+Fe2(SO4)3=2FeCl3+3BaSO4↓)
【解析】(1)SO2属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的性质,可与NaOH、H2O、Na2O等反应。SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水,其反应的化学方程式SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;故答案为:H2O或Na2O;SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;(1)①根据题意,以铁单质和铁的化合物中盐、碱、氧化物分别书写,2Fe+3Cl22FeCl3(或Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O);故答案为:2Fe+3Cl22FeCl3(或Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O);②根据前面分析得到Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O(或3BaCl2+Fe2(SO4)3=2FeCl3+3BaSO4↓);故答案为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O(或3BaCl2+Fe2(SO4)3=2FeCl3+3BaSO4↓)。
8.如图为五个椭圆交叉构成的图案,其中五个椭圆内分别写了C2H5OH、CO2、CO、FeCl3、KOH五种物质,图中相连的物质均可归为一类,相交部分A、B、C、D为相应的分类标准代号:
(1)相连的两种物质都是氧化物的是 (填分类标准代号,下同)。
(2)图中相连的两种物质能够相互反应的是 ,所属基本反应类型的是
反应。
(3)用洁净的烧杯取25 mL蒸馏水,加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入上述五种物质中的某一物质的饱和溶液,加热至液体呈红褐色,得到的分散系称为 ,写出制备此分散系的化学反应方程式 。
【答案】(1)B (2)D 复分解 (3)胶体 FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
【解析】(1)C2H5OH不是氧化物,CO2是氧化物,CO是氧化物,FeCl3是盐不是氧化物,KOH是盐不是氧化物。相连的两种物质都是氧化物的是B;(2)C2H5OH与CO2不发生反应,CO2与CO不发生反应,CO与FeCl3不发生反应,FeCl3与KOH能发生反应,FeCl3+3KOH=Fe(OH)3↓+3KCl,属于复分解反应;(3)用洁净的烧杯取25 mL蒸馏水,加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入上述五种物质中的某一物质的饱和溶液,加热至液体呈红褐色,该红褐色物质为Fe(OH)3胶体,其制备反应的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
9.将少量饱和FeCl3溶液分别滴加到下列物质中,得到三种分散系甲、乙、丙。
(1)将丙继续加热煮沸至液体呈红褐色,反应的化学方程式为 。
(2)如何用最简单的方法判断丙中是否成功制备出胶体?
。
(3)向经过检验后的丙中逐滴加入盐酸,会出现一系列变化:
①先出现和乙中相同的现象,原因是 。
②随后发生变化得到和甲相同的溶液,此反应的离子方程式为 。
【答案】(1)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(2)利用丁达尔效应,用一束光照射所得的液体,从侧面观察是否有一条光亮的“通路”出现
(3)①Fe(OH)3胶体遇电解质聚沉 ②Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
【解析】根据丁达尔效应可以区分胶体和溶液,因此利用丁达尔效应可判断胶体是否制备成功;Fe(OH)3胶体遇电解质溶液发生聚沉,生成红褐色Fe(OH)3沉淀;继续滴加盐酸,Fe(OH)3与盐酸反应,红褐色Fe(OH)3沉淀溶解。
10.实验室现有BaCl2、NaNO3、HNO3、HCl、NaHCO3、AgNO3六种溶液,现从中任取四种溶液,编号为A、B、C、D并进行相关实验。其中A属于盐类且能与B反应生成气体,B、C、D间反应现象的记录如表。回答下列问题:
溶液
B
C
D
B
—
不反应
↓
C
不反应
—
↓
D
↓
↓
—
(1)根据实验现象及已知条件,可推断出四种溶液中落质的化学式:A: B:
C: D: 。
(2)按要求写出下列反应的化学化学方程式:
①A和B的反应: 。
②B和D的反应: 。
③C和D的反应: 。
【答案】(1)NaHCO3 HCl BaCl2 AgNO3 (2)①NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O ②HCl+AgNO3=HNO3+AgCl↓ ③BaCl2+2AgNO3=2AgCl↓+Ba(NO3)2
【解析】A属于盐类且能与B反应生成气体,由题干给的物质可知A为NaHCO3,B为HNO3或HCl,由表可知B和D生成沉淀,所有的硝酸盐都可溶,说明B是HCl,D是AgNO3,C与D也生成沉淀,说明C组成中含有Cl-,则C为BaCl2。
(1)由分析可知,A为NaHCO3,B为HCl,C为BaCl2,D为AgNO3;(2)①A和B反应的化学方程式:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O;②B和D反应的化学方程式:HCl+AgNO3=HNO3+AgCl↓;③C和D反应的化学方程式:BaCl2+2AgNO3=2AgCl↓+Ba(NO3)2。
1.化学的研究对象是物质,化学家常根据需要将众多物质进行分类,从而更好地探索各类物质的性质及其相互转化的规律。下列说法中错误的是( )
A.在水中能电离出,使溶液呈酸性,故属于酸
B.甲图所示的分类方法属于树状分类法
C.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,非金属氧化物不一定是酸性氧化物
D.碱性氧化物一定是金属氧化物,金属氧化物不一定是碱性氧化物
【答案】A
【解析】A.酸是电离出的阳离子都是氢离子的化合物,在水中能电离出、钾离子和硫酸根离子,为盐,A错误;
B.甲图所示的分类方法是根据物质的组成和性质,将物质所属类别逐步细化,属于树状分类法,B正确;
C.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如HMnO4对应的酸性氧化物为Mn2O7,是金属氧化物;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,例如CO为不成盐氧化物,C正确;
D.碱性氧化物一定是金属氧化物,而金属氧化物不一定是碱性氧化物,例如过氧化钠为过氧化物,D正确;故选A。
2.化学变化多姿多彩,美丽如花。如图所示,甲、乙、丙、X分别是Fe2O3、C、CO、盐酸中的某一种,甲、乙、丙均能与X发生化学反应,则X是( )
A.C B.Fe2O3 C.CO D.盐酸
【答案】B
【解析】甲、乙、丙、X分别是Fe2O3、C、CO、盐酸中的某一种,甲、乙、丙均能与X发生化学反应,从四种物质的两两反应关系可知,只有Fe2O3能与其它三种物质分别反应,则X是Fe2O3,故答案选B项。
3.KOH是我国古代纺织业常用作漂洗的洗涤剂。古代制取KOH的流程如下:
上述流程中没有涉及的化学反应类型是( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【答案】C
【解析】由制备流程可知,发生的反应依次为CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)2、K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH,其反应类型依次为分解反应、化合反应、复分解反应,上述三个反应中均没有涉及到置换反应;答案选C项。
4.下列物质互为同素异形体的是( )
A.H2O2和H2O B.CO2和CO
C.O2和O3 D.Fe2+和Fe3+
【答案】C
【解析】A项,H2O2和H2O是两种不同的化合物,不是同素异形体,错误;B项,CO2和CO是两种不同的化合物,不是同素异形体,错误;C项,O2和O3是氧元素形成的两种单质,互为同分异构体,正确;D项,Fe2+和Fe3+是两种不同的离子,不是同素异形体,错误。
5.下列物质中不属于酸性氧化物的是( )
A.CO2 B.CO C.SO2 D.SO3
【答案】B
【解析】A项,CO2能够与碱反应产生盐和水,属于酸性氧化物,不符合题意;B项,CO不能与酸、碱发生反应,属于不成盐氧化物,符合题意;C项,SO2能够与碱反应产生盐和水,属于酸性氧化物,不符合题意;D项,SO3能够与碱反应产生盐和水,属于酸性氧化物,不符合题意。
6.下列关于胶体的说法不正确的是( )
A.直径为1.3×10-9 m的“钴钛菁”分子分散在水中能形成胶体,该分子直径比Na+的直径大
B.丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法
C.可以用滤纸分离除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3
D.胶体在一定条件下能稳定存在
【答案】C
【解析】A项,“钴酞菁”分子(直径为1.3×10-9 m)的微粒直径属于胶体分散系范围内,属于胶体分散系,溶液中分散质直径小于1 nm,所以“钴酞菁”分子的直径比Na+大,正确;B项,丁达尔效应是胶体所特有的性质,所以丁达尔现象可以用来区别胶体和溶液,且为物理方法,正确;C项,胶体、溶液中分散质粒子直径小于滤纸孔径,二者都能透过滤纸,达不到提纯的目的,不正确;D项,胶体在一定条件下也能稳定存在,属介稳体系,正确。
7.随着人们对物质组成和性质研究的深入,物质的分类更加多样化。下列说法正确的是( )
A.Na2O、Mn2O7、Fe2O3都是碱性氧化
B.磁铁矿、盐酸、胆矾都是混合物
C.NaHSO4、HCl、HNO3在水中能电离出氢离子,按分类属于酸
D.烧碱、苛性钾、一水合氨都是碱
【答案】D
【解析】A项,Mn2O7是酸性氧化物,错误;B项,胆矾是纯净物,错误;C项,NaHSO4是盐类物质,属于酸式盐,错误;D项,NaOH、KOH、NH3·H2O都属于碱类物质,正确。
8.在纳米材料备受重视的今天,胶体化学对纳米材料的制备有着举足轻重的意义。图是Fe(OH)3胶体的制备实验示意图,相关表述不合理的是( )
A.可利用丁达尔效应区别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
B.Fe(OH)3胶粒直径在1~100 nm范围
C.由图可知制备胶体的离子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3(胶体)
D.观察到液体由黄色变为红褐色
【答案】C
【解析】A项,丁达尔效应可以区分胶体和溶液,正确;B项,胶粒的分散质粒子直径在1~100 nm范围,正确;C项,制备胶体的离子方程式Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,错误;D项,溶液由黄色变为红褐色,立即停止加热即可制得氢氧化铁胶体,正确。
9.下图表示部分常见物质的相互转化关系(反应条件已省略),下列说法错误的是( )
A.反应①和②可以是不同反应
B.图中SO2和Fe3O4属于酸性氧化物
C.图中物质类别有单质、氧化物、碱和盐
D.圈Ⅱ中的氧化物都可以由O2和对应单质在点燃条件下生成
【答案】B
【解析】A.反应①可能是CO2和Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和水,也可能是Ca(OH)2和可溶性的碳酸盐反应生成CaCO3沉淀,②可以是CO2和Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀和水,①②可以是不同反应,A正确;
B.图中SO2属于酸性氧化物,Fe3O4和酸反应生成两种盐和水,属于复杂氧化物,B错误;
C.图中物质类别有单质有O2,氧化物有H2O、SO2、H2O2、P2O5、Fe3O4,碱有Ca(OH)2,盐有CaCO3,C正确;
D.C、P、S、Fe在点燃条件下和氧气反应生成CO2、P2O5、SO2、Fe3O4,都可以由O2和对应单质在点燃条件下生成,D正确;故选B。
10.早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.草木灰中含有K2CO3
B.操作a和操作b不相同
C.反应过程中未涉及的基本反应类型为置换反应
D.反应过程中能够循环利用的物质是碳酸钙
【答案】B
【解析】A.草木灰主要成分是K2CO3,故A正确;
B.都能将固体和液体分离,则操作a和操作b都是过滤,故B错误;
C.反应过程中涉及到了分解反应即碳酸钙高温分解,化合反应即氧化钙和水反应,复分解反应即氢氧化钙和碳酸钾反应,没有涉及置换反应,故C正确;
D.由流程图可知,碳酸钙先高温分解,在操作b中生成,所以可以循环利用,故D正确;答案选B。
11.下图是对物质进行分类的图示。
(1)上图应用的分类法是 法。
(2)利用上述图中涉及的元素组成的几种常见的物质,请你按照“酸”“碱”“盐”“氧化物”的分类标准进行分类。
H2SO4 ,Cu(OH)2 ,MgSO4 ,CuO 。
(3)请利用图中展示的物质,用化学反应方程式说明CO2和MgO分别属于酸性氧化物和碱性氧化物的理由 、 。
【答案】(1)树状分类(2)酸 碱 盐 氧化物
(3) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O MgO+2HCl=MgCl2+H2O
【详解】(1)由图示可知,该分类方法是树状分类法。(2)根据酸、碱、盐、氧化物的定义进行区分。H2SO4属于酸,Cu(OH)2属于碱,MgSO4属于盐,CuO为氧化物。(3)CO2属于酸性氧化物是因为能和碱反应生成盐和水,反应方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;MgO属于碱性氧化物是因为能与酸反应生成盐和水,反应方程式为MgO+2HCl=MgCl2+H2O。
12.现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
Ⅰ.甲同学向1mol·L-1氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液;
Ⅱ.乙同学直接加热饱和FeCl3溶液;
Ⅲ.丙同学向25mL沸水中逐滴加入几滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈透明的红褐色,停止加热。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是 。写出此过程中的化学方程式:
。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的最简单的实验操作是 。
(3)丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行下列实验:
①将其装入U形管内,用石墨作为电极,接通直流电,通电一段时间后发现阴极附近的颜色逐渐变深,这表明Fe(OH)3胶粒带 电荷。
②向其中加入饱和Na2SO4溶液,产生的现象是 。
③向所得Fe(OH)3胶体中逐滴滴加硫酸溶液,开始产生红褐色沉淀,这是因为
;继续滴加,沉淀最终消失且得棕黄色溶液,写出反应的化学方程式:
。
④欲除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl,所用主要物品是 ;该操作名称是 。
【答案】(1)丙 FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(2)用激光笔照射,有一条光亮的“通路”,则有胶体生成
(3) 正 生成红褐色的沉淀 加电解质胶体聚沉 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O 半透膜 渗析
【详解】(1)实验室制备氢氧化铁胶体是在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液,继续加热,当液体变为红褐色时立即停止加热,反应的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,因此操作正确的同学是丙;(2)胶体能产生丁达尔现象,当用激光笔照射时,会有一条光亮的“通路”。因此要证明制得的红褐色液体属于胶体,最简单的实验操作是用激光笔照射,有一条光亮的“通路”,则有胶体生成;(3)①Fe(OH)3胶粒带正电,通电时带正电荷的粒子向阴极移动,因此阴极附近的颜色逐渐变深;②胶体遇电解质溶液会发生聚沉,因此向其中加入饱和Na2SO4溶液,现象是有红褐色沉淀生成;③向氢氧化铁胶体中逐滴加入过量硫酸溶液,硫酸解离出的阴离子使Fe(OH)3胶体发生聚沉,而解离出的氢离子使Fe(OH)3沉淀溶解,会观察到先出现红褐色沉淀、而后沉淀消失的现象,反应的化学方程式为2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O;
④由于胶体粒子不能透过半透膜,溶液中溶质粒子可以透过半透膜,因此欲除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl,所用主要物品是半透膜,该操作名称是渗析。
13.对于数以千万计的化学物质和十分丰富的化学变化,分类法的作用几乎是无可替代。某化学兴趣小组对下列四组物质进行研究:
A.HCl、H2SO4、H2CO3、HNO3
B.NaNO3、AgNO3、Ba(NO3)2
C. FeCl3溶液、蒸馏水、CaCO3悬浊液、Fe(OH)3胶体
D.NaOH、KOH、Ba(OH)2、Fe2O3
(1)填写下列空白:
A组
B组
C组
D组
分类标准
含氧酸
②
分散系
④
不属于该类别的物质
①
Na2CO3
③
Fe2O3
(2)写出(1)表中“不属于该类别的物质”发生反应的化学方程式。
A(足量)+B→气体: ;
A+D: ;
(3)取一小烧杯加入20ml蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴 溶液,继续煮沸直至溶液呈 色,即制得Fe(OH)3胶体,将制得的胶体放置于暗处用激光笔照射,可以产生 效应。这个实验可以用来区别 。
【答案】(1) HCl 硝酸盐 蒸馏水 碱
(2) 6HCl + Fe2O3 = 2FeCl3 +3H2O
(3)饱和FeCl3 红褐 丁达尔 溶液和胶体
【解析】(1)A组中为无氧酸,其余三个均是含氧酸;B组中、、均属于硝酸盐,属于碳酸盐而不属于硝酸盐;C组中蒸馏水为化合物,属于纯净物,其余为分散系,属于混合物;D组中、、均属于碱,属于氧化物;
(2)A+B→气体是碳酸钠和盐酸反应,反应的化学方程式为,A和D反应是盐酸溶解氧化铁,反应的化学方程式为;
(3)取一小烧杯加入20ml蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸直至溶液呈红褐色,即制得Fe(OH)3胶体,将制得的胶体放置于暗处用激光笔照射,可以产生丁达尔效应,这个实验可以用来区别溶液和胶体。
14.实验证明,胶体的凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数,电荷数越大,凝聚能力越大。
(1)向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时,其凝聚能力最强的为 。
①NaCl ②FeCl3 ③K2SO4 ④Na3PO4
(2)为了把黏土溶胶(黏土胶体粒子带负电荷)变成较洁净的水,加入下列电解质时,
(填字母)效果最明显。
A.BaCl2 B.Al2(SO4)3 C.KCl D.CuSO4
(3)将少量FeCl3饱和溶液分别滴加到下列物质中,得到三种分散系,完成相关问题:
甲:将FeCl3饱和溶液滴加到冷水中;
乙:将FeCl3饱和溶液滴加到NaOH溶液中;
丙:将FeCl3饱和溶液滴加到沸水中,继续加热煮沸得到红褐色透明液体。
①丙中反应的化学方程式为 。
②用最简单的方法判断丙中是否成功制备胶体,写出相关的操作、现象和结论
,能产生该现象的原因是胶体粒子对光波的 所致。
③向经过检验后的丙中逐滴加入稀盐酸,出现的现象为 。
④Fe(OH)3胶体能稳定存在的主要原因是 。
⑤向丙中插入电极后通电,Fe(OH)3胶粒移向 (填“与电源负极相连”或“与电源正极相连”)的一极。
⑥可用如图所示的装置除去Fe(OH)3胶体中的杂质离子来提纯Fe(OH)3胶体,实验过程中需不断更换烧杯中的蒸馏水。该方法名称为 。设计实验证明该Fe(OH)3胶体中的杂质离子已经完全被除去:
。
【答案】(1)④(2)B(3) ①FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl②强光照射,若有光亮的“通路”则已经制备成功 散射③先出现红褐色沉淀,后沉淀又溶解④Fe(OH)3胶体粒子通过吸附带有电荷⑤与电源负极相连⑥渗析 取最后一次渗析液少许于试管,向其中加入硝酸银溶液,若不出现白色沉淀,则杂质已完全除去
【解析】(1)由题目信息可知:电解质的凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数,电荷数越大,凝聚力越大。Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,故加入的阴离子可以相互中和电性,减小了同种电性相互排斥而使之聚沉,依据题意,阴离子所带的负电荷数越大,聚沉能力越强。
①NaCl中一个氯离子带一个负电荷,①不符合题意;
②FeCl3中一个氯离子带一个负电荷,②不符合题意;
③K2SO4中一个硫酸根离子带2个负电荷,③不符合题意;
④Na3PO4中一个磷酸根离子带3个负电荷,④符合题意;故合理选项是④;
(2)黏土溶胶的胶体粒子带负电荷,为了把黏土溶胶变成较洁净的水,加入的电解质电离产生的阳离子带有的电荷数目越多越好。
A.BaCl2中1个Ba2+带有2个单位正电荷,A不符合题意;
B.Al2(SO4)3中1个Al3+带有3个单位正电荷,带有电荷数目最多,B符合题意;
C.KCl中1个K+带有1个单位正电荷,C不符合题意;
D.CuSO4中1个Cu2+带有2个单位正电荷,D不符合题意;故合理选项是B;
(3)①丙:将FeCl3饱和溶液滴加到沸水中,继续加热煮沸得到红褐色透明液体就制取得到Fe(OH)3胶体,该反应的化学方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl;
②胶体能够发生丁达尔效应,其它分散系不能产生丁达尔效应,据此判断胶体。则用最简单的方法判断丙中是否成功制备胶体,相关的操作、现象和结论是:强光照射,若有光亮的“通路”则已经胶体制备成功;
胶体能产生丁达尔现象的原因是胶体粒子对光波的散射作用;
③向经过检验后的丙中逐滴加入稀盐酸,HCl电离产生的Cl-中和胶粒上的正电荷,使胶体发生聚沉,后来HCl与Fe(OH)3发生酸碱中和反应产生可溶性FeCl3黄色溶液,故看到的实验的现象为:先出现红褐色沉淀,后沉淀又溶解;
④Fe(OH)3胶体能稳定存在的主要原因是Fe(OH)3胶体粒子通过吸附带有电荷,同种胶体的胶粒吸附同种电荷,同种电荷相互排斥,因此Fe(OH)3胶体能够稳定存在;
⑤根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,向丙中插入电极后通电,Fe(OH)3胶粒由于带有正电荷,会移向负电荷较多的阴极,即Fe(OH)3胶粒会移向与电源负极连接的电极;
⑥Fe(OH)3胶粒不能通过半透膜,而胶体中的杂质离子能够通过半透膜,这样就可以达到提纯胶体的目的,这种分离提纯胶体的方法叫渗析;
若要证明胶体已经完全提纯,则最后的渗透液中不含有Cl-,可根据AgCl是白色不溶性物质检验。故设计实验证明该Fe(OH)3胶体中的杂质离子已经完全被除去的方法是:取最后一次渗析液少许于试管,向其中加入硝酸银溶液,若不出现白色沉淀,则杂质已完全除去。
15.实验小组探究Fe(OH)3胶体的制备方法及其性质。
(1)制备Fe(OH)3胶体
实验
实验操作
丁达尔效应
1
向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%)
迅速出现
2
向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%FeCl3溶液,然后滴入1滴10%NaOH溶液,边滴边搅拌
迅速出现
3
加热40 mL饱和FeCl3溶液
一段时间后出现
①实验1,生成Fe(OH)3胶体和 (填化学式)。
②实验2与实验1对比,优点是 (写出1条即可)。
③综合上述实验:制备Fe(OH)3胶体提供OH-的物质可以是H2O或 ,控制反应条件即可制得。
(2)Fe(OH)3胶体的性质
资料:
Ⅰ.pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解。
Ⅱ.固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
Ⅲ.Fe3+检验:若待测液中加入KSCN溶液,溶液变红色,则说明待测液中含有Fe3+。
实验4 取5 mL实验3得到的液体于蒸发皿中,继续加热,待蒸发皿中液体变为粘稠状,罩上漏斗,可观察到漏斗内出现棕褐色的烟,且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热,蒸发皿中最终得到红棕色固体Fe2O3。
①根据资料,推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有 (填化学式)。
②检验蒸发皿中红棕色固体中阳离子的方案:取少量红棕色固体溶于稀盐酸中,
。
研究表明:Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸,砷酸浓度较低时以吸附为主,砷酸浓度较高时以反应为主。
③不同pH时,测得溶液中Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3~9时,Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率高,pH较高时,吸附效率降低的原因是
。
④去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀,化学方程式是 。
【答案】(1)①HCl ②不需加热,FeCl3溶液浓度小 ③NaOH (2)①FeCl3 ②滴加KSCN溶液,溶液变红,则固体中含有Fe3+ ③pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解 ④Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4=FeAsO4↓+3H2O
【解析】本实验通过三种不同的方式制备氢氧化铁胶体,从而比较三种不同方式的优劣,之后验证氢氧化铁胶体的性质。
(1)①向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液,FeCl3与H2O反应生成氢氧化铁胶体和HCl;②根据实验1和实验2的对比可知,实验2的优点是不需加热,FeCl3溶液浓度小;③通过实验1和实验2可知,制备Fe(OH)3胶体提供OH-的物质可以是H2O或NaOH;(2)①根据资料可知固体FeCl3易升华,所以推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有FeCl3;②红棕色固体中阳离子是Fe3+,所以验证方法为取少量红棕色固体溶于稀盐酸中,滴加KSCN溶液,溶液变红,则固体中含有Fe3+;③根据图像以及资料可知,pH较高时,吸附效率降低的原因是pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解;④由资料可知,以及原子守恒,Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀和水,化学方程式是Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4=FeAsO4↓+3H2O。
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第01讲 物质的分类及转化
学习目标
重难点
1.认识元素可以组成不同种类的物质,能抓住所给的不同物质在某些物理性质或化学性质上的共同点,将其进行分类。
2.能根据分散系中分散质大小的不同,理解胶体的概念及胶体与其他分散系的本质区别,认识胶体是一种常见的分散系。
3.同类物质具有相似的化学性质,能书写陌生物质反应的化学方程式。
4.知道一定条件下各类物质可以相互转化,理解其转化所需的条件。
重点:分类思想的建立
难点:胶体的性质
据统计截止到2020年,人们发现和合成的物质已超过1亿种。为了认识和研究的方便,人们常根据物质的组成、结构、性质或用途等进行分类。如从碳元素看,可形成以下几种单质:
金刚石晶体结构模型 石墨结构模型 碳60结构模型 石墨烯结构模型 碳纳米管结构示意图
一、物质的分类
1.同素异形体
定义
由同一种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。
①“同”——指元素相同;②“异”——指形成单质不同,结构不同,性质有差异。
实例
金刚石、石墨和C60;O2和O3;红磷和白磷
产生原因
①组成分子的原子数目和成键方式不同,如氧气(O2)和臭氧(O3)。
②原子的排列方式不同,如金刚石(空间网状)和石墨(层状)。
研究对象
同素异形体是指单质,不是指化合物。
温馨提醒
①物理性质不同,化学性质有的相似,有的相差较大。
②由同种元素组成的物质,不一定是纯净物。如氧气(O2)和臭氧(O3)的混合物。
③同素异形体之间的转化属于化学变化。
④同素异形体之间的转化既有单质参加,又有单质生成,但没有涉及化合价的变化。
2.物质的分类方法
根据物质
的组成
树状分类法
按照一定标准对同类事物进行再分类,如:
交叉分类法
对同一物质按不同的标准进行分类,如
根据物质的性质
(如氧化物)
酸性氧化物
与碱反应只生成一种盐和水的氧化物。
如:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
碱性氧化物
与酸反应只生成一种盐和水的氧化物。
如:Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
两性氧化物
既与碱反应只生成一种盐和水,又能与酸反应只生成一种盐和水的氧化物。
如:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
①冰和水混合在一起仍是纯净物,因为二者仅是状态不同,组成物质相同,都是H2O。
②CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O等结晶水合物均为纯净物。
③纯碱(Na2CO3)不是碱,属于盐。
④虽然NO2能与碱反应生成盐和水(2NO2+2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O),但氮元素化合价改变,不存在氮元素为+4 价的含氧酸盐,NO2属于不成盐氧化物。
⑤非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如 CO、NO 等;酸性氧化物也不一定是非金属氧化物,如 Mn2O7[对应高锰酸(HMnO4)]等;金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7(酸性氧化物)、Al2O3(两性氧化物)等; 碱性氧化物一定是金属氧化物。几种氧化物之间的关系可以用下图表示:
⑥酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水发生反应生成相应的酸、碱,如 SiO2、CuO 与水不反应。能与水反应生成酸、碱的氧化物也不一定是酸性氧化物、碱性氧化物,如 NO2、Na2O2。
⑦酸分类中的“元”是根据酸电离出的 H+数目来确定的,酸分子中含有几个氢原子,它不一定是几元酸,因为不一定所有氢原子都能电离形成氢离子,如 CH3COOH分子中有4个氢原子,但它只能电离出1个H+,属于一元酸。
⑧溶于水能电离出H+的化合物不一定是酸,如 NaHSO4;溶于水能电离出 OH- 的化合物不一定是碱,如 Mg(OH)Cl; 盐不一定仅由金属阳离子和酸根离子构成,如 NH4Cl;非金属元素也可形成阳离子,如 NH4+;酸根离子中不一定只有非金属元素,如 MnO4-。
硫酸铜溶液
泥水悬浊液
氯化铁溶液
氢氧化铁胶体
重庆大足浓浓秋雾 城市若隐若现如梦幻仙境
珍珠明目滴眼液
(胶体溶液)
上述图片中展示的都是一种或几种物质分散于另一种物质,此种混合物叫分散系;通常根据被分散的物质的粒子直径的大小,将其分为三类——溶液、胶体、浊液。
晨曦的光穿过树林
唯美绚丽的彩虹
露天放电影
夜晚城市风景
光线通过硫酸铜溶液
光线氢氧化铁胶体溶液
丁达尔
1869年,丁达尔发现,若令一束汇聚的光通过溶胶,则从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体,这就是丁达尔效应。
3.分散系及其分类
(1)分散系
概念
一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物
组成
分散质
被分散成粒子的物质
分散剂
容纳分散质的物质
分类
分散剂的状态
可分为气溶胶、液溶胶、固溶胶。
分散质粒子直径的大小
(2)几种液体分散系的比较
(3)Fe(OH)3胶体的制备
实验操作
实验操作
取一个100mL小烧杯,加入40mL蒸馏水。将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热。
实验现象
烧杯中液体呈红褐色
制备原理
FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
注意事项
①实验中必须用蒸馏水,而不能用自来水。因为自来水中含有杂质离子,易使 Fe(OH)3胶体粒子聚集成大颗粒,产生 Fe(OH)3沉淀。
②向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液,而不是直接加热FeCl3饱和溶液,否则会直接生成 Fe(OH)3沉淀而无法得到 Fe(OH)3胶体。
③为了更有利于胶体的形成,制得浓度较大的 Fe(OH)3胶体,应用FeCl3饱和溶液,而不宜选用稀FeCl3溶液。
④当液体呈现红褐色时应立即停止加热,若长时间加热会破坏胶体,产生 Fe(OH)3沉淀。
⑤制备过程中不能用玻璃棒搅拌,否则会使Fe(OH)3胶体粒子碰撞形成大颗粒,最后形成沉淀。
(4)性质与应用
性质:
①丁达尔效应
概念:当光束通过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)而形成的,叫做丁达尔效应。
丁达尔效应的应用:鉴别胶体和溶液,溶液无丁达尔效应。
光束通过Fe(OH)3胶体时能形成光亮的“通路”;光束通过CuSO4溶液时不能形成光亮的“通路”。
②介稳性
概念
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系
具有介稳性的两个原因
原因一:胶体粒子(胶粒)可以通过吸附带电离子而带有电荷,同种胶粒带同种电荷,而同种电荷会相互排斥,不至于使胶粒聚集成更大的颗粒而形成沉淀。胶粒带电是胶体具有介稳性的主要原因。
原因二:胶体粒子在水分子的撞击作用下不停地做布朗运动,与重力作用平衡时便达到沉降平衡的状态。
③电泳
由于胶体粒子带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散剂里作定向移动,这种现象叫做电泳。例如 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场的作用下,带正电荷的 Fe(OH)3胶体粒子向阴极移动,阴极附近红褐色逐渐加深。
④聚沉
概念
胶体粒子聚集成较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出
原理
中和胶粒所带的电荷或加快胶粒的热运动,增加胶粒的结合机会,可以使胶粒聚集而沉淀下来
方法
①加入电解质:向胶体中加入电解质溶液,加入的阳离子或阴离子所带的电荷与胶体粒子所带的电荷中和,从而使胶体粒子聚集成较大的颗粒,在重力作用下形成沉淀从分散剂中析出。如用豆浆做豆腐时,在一定温度下,加入 CaSO4(或其他电解质溶液),豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,胶体粒子很快聚集而形成胶冻状的豆腐(称为凝胶)。
②加入与胶体粒子带相反电荷的胶粒:加入与胶体粒子带相反电荷的胶粒,也可以起到与加入电解质相同的作用,使胶体聚沉。如把Fe(OH)3胶体(胶粒带正电)加入硅酸胶体(胶粒带负电)中,两种胶体均会发生聚沉。
③加热胶体:加热能使胶粒运动加剧,使胶粒对离子的吸附作用减弱,导致胶体聚沉。如长时间加热时,Fe(OH)3胶体就会发生聚沉形成红褐色的Fe(OH)3沉淀。
胶体性质的应用:
卤水点豆腐
在热豆浆中加入卤水(电解质溶液),使豆浆发生聚沉,聚沉的同时带出大量的水,形成凝胶,即为豆腐。
明矾净水
明矾[KAI(SO4)2·12H2O]溶于水后,与水发生反应生成 Al(OH)3(胶体),Al(OH)3胶体具有吸附性,可以吸附水中的悬浮杂质形成沉淀,达到净水效果
“三角洲”的形成
河流中的水在流动过程中与土壤等物质接触,溶有大量杂质而形成胶体,入海时与海水接触,海水中的电解质使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口形成三角洲。
墨水的使用
墨水实际上是胶体,不同墨水的胶体粒子可能带有不同的电荷,当胶体粒子所带电荷不同的两种墨水混合时,就会因电性中和而发生聚沉,使钢笔流水不畅或堵塞。
血液有关的应用
血液也是一种胶体,不同血型的人不能相互输血,FeCl3溶液可以止血,都与胶体的聚沉有关。
静电除尘
冶金厂的大量烟尘分散在空气中形成胶体,可用高压电除去,这是利用了气溶胶的电泳性质。
电泳电镀
可以利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等粒子均匀地沉积在镀件上。
(5)分散系的分离和提纯
A胶体与溶液的分离
①方法:渗析法。
②原理:胶体微粒不能通过半透膜而溶液中小分子或离子能透过半透膜。
③操作:Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液的分离,将所得溶胶盛于半透膜制作的渗析袋中,置于流动的(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可(如图)。
B胶体与浊液的分离
①方法:过滤。
②原理:胶体微粒能透过滤纸而浊液中微粒不能透过滤纸。
③实例:分离Fe(OH)3悬浊液和Fe(OH)3胶体。
①半透膜具有比滤纸更小的孔隙,只有直径小于 1 nm的小分子、离子能够透过,常见的半透膜有动物肠衣、鸡蛋壳膜、羊皮纸、胶棉薄膜和玻璃纸等。利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子的操作称为渗析。
②常见的胶体有Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、血液、淀粉胶体、有色玻璃、墨水等。
③书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时,要注明“胶体”,不能用“↓”符号。
④FeCl3溶液与 NaOH 溶液反应,得到的是Fe(OH)3沉淀,而不是Fe(OH)3胶体。
―→
铝土矿的主要成分是氧化铝还含有杂质(氧化铁、二氧化硅),工业上需除去杂质得到纯净的氧化铝,再电解氧化铝即得纯净的铝单质。
此提纯的过程中,涉及了物质的转化。
二、物质的转化
1.酸、碱、盐的性质
(1)酸的通性
性质
反应实例
反应类型
与指示剂反应
使紫色石蕊试剂变红,不能使酚酞试剂变色
——
与活泼金属反应
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
置换反应
与金属氧化物反应
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
复分解反应
与碱反应
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
复分解反应
与某些盐反应
CuCO3+H2SO4=CuSO4+H2O+CO2↑
复分解反应
(2)碱的通性
性质
反应实例
反应类型
与指示剂反应
使紫色石蕊变蓝,无色酚酞变红
——
与酸性氧化物反应
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O
复分解反应
与酸反应
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
复分解反应
与某些盐反应
2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
复分解反应
(3)盐的通性
性质
反应实例
反应类型
与金属反应
CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu
置换反应
与酸反应
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
复分解反
与碱反应
MgCl2+2NaOH=2NaCl+Mg(OH)2↓
复分解反应
与盐反应
BaCl2+MgSO4=MgCl2+BaSO4↓
复分解反应
2.化学反应类型
按照生成物、反应物的种类和数目,化学反应可分为:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
(1)置换反应
规律
反应条件
H2+金属氧化物→金属+H2O
加热;K、Ca、Na、Mg、Al等的金属氧化物除外
C+金属氧化物→金属+CO2
高温;K、Ca、Na、Mg、Al等的金属氧化物除外
金属+酸→盐+H2
金属位于金属活动顺序表H的前面;浓硫酸和硝酸除外
金属+盐→新盐+新金属
一般盐可溶;在金属活动顺序表前面的的金属才能置换后面的金属;K、Ca、Na例外(是和水先反应)
(2)复分解反应
规律
反应条件
酸+碱―→盐+H2O
酸、碱中至少有一种可溶
酸+盐→新盐+新酸
酸可溶;有沉淀、气体或更弱的酸生成
碱+盐→新碱+新盐
碱与盐都溶于水;生成物中有沉淀生成
盐+盐→新盐+新盐
反应物都溶于水;生成物中有沉淀生成
3.物质的转化关系
物质间的转化一般可以按照下列思路进行考虑:
金属及其化合物的转化
金属单质→金属氧化物→碱→盐。
如Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3
金属活动顺序表铝及以后金属的氧化物与水不反应
非金属及其化合物的转化
非金属单质→非金属氧化物→酸→盐。
如:C→CO2→H2CO3→Na2CO3
酸性氧化物中只有SiO2与水不反应
按照各物质的通性进行转化
3.物质转化的应用
根据物质的组成和性质,以及物质之间的转化关系,我们可以确定制备某种物质的可能方法。
例如,制备氢氧化钠,可采取以下方法:
(1)碱性氧化物与水反应:Na2O+H2O=2NaOH
(2)碱与盐反应:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(3)电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
1.纯碳新材料“碳纳米泡沫”中每个泡沫约含有4 000个碳原子,直径约为6~9 nm,在低于-183℃时,该泡沫具有水久磁性。下列叙述正确的是( )
A.“碳纳米泡沫”是一种新型的含碳化合物
B.“碳纳米泡沫”不能透过滤纸
C.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质完全相同
D.“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体
2.下列关于物质分类的正确组合是( )
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CuO
SO2
B
NaOH
HCl
Na2S
Na2O
SiO2
C
Ba(OH)2
CH3COOH
NaHSO4
Al2O3
SO3
D
KOH
HNO3
NaCl
CaO
CO
3.化学家Kroto曾因发现C60获诺贝尔奖。以下表述正确的是( )
A.金刚石、石墨、C60都是碳单质 B.Na2O和Na2O2是同素异形体
C.白磷和红磷是同一物质 D.由石墨制备C60是物理变化
4.胶体和其他分散系的本质区别是( )
A.分散质粒子的大小 B.是不是一种稳定的体系
C.会不会产生丁达尔效应 D.粒子有没有带电荷
5.下列方法能够成功制备Fe(OH)3胶体的是( )
A.在40 mL NaOH溶液中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液
B.在40 mL温水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,边振荡边加热到沸腾
C.在40 mL沸水中一次性加入少量饱和FeCl3溶液并加以搅拌
D.在40 mL沸水中逐滴加入5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至呈红褐色
6.下列物质间的转化不能一步实现的是
A. B.
C. D.
7.分类法在化学学习中应用广泛。
(1)为了保护环境,应减少SO2在大气中的排放。SO2属于酸性氧化物,可与NaOH、
(填与NaOH不同类别的一种具体物质)等反应。写出SO2与NaOH反应的化学方程式 。
(2)氯化铁(FeCl3)可用于金属蚀刻、污水处理等,是重要的化工原料。写出两个生成FeCl3的化学方程式(以含铁元素的不同类别物质为原料)。
① 。
② 。
8.如图为五个椭圆交叉构成的图案,其中五个椭圆内分别写了C2H5OH、CO2、CO、FeCl3、KOH五种物质,图中相连的物质均可归为一类,相交部分A、B、C、D为相应的分类标准代号:
(1)相连的两种物质都是氧化物的是 (填分类标准代号,下同)。
(2)图中相连的两种物质能够相互反应的是 ,所属基本反应类型的是
反应。
(3)用洁净的烧杯取25 mL蒸馏水,加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入上述五种物质中的某一物质的饱和溶液,加热至液体呈红褐色,得到的分散系称为 ,写出制备此分散系的化学反应方程式 。
9.将少量饱和FeCl3溶液分别滴加到下列物质中,得到三种分散系甲、乙、丙。
(1)将丙继续加热煮沸至液体呈红褐色,反应的化学方程式为 。
(2)如何用最简单的方法判断丙中是否成功制备出胶体?
。
(3)向经过检验后的丙中逐滴加入盐酸,会出现一系列变化:
①先出现和乙中相同的现象,原因是 。
②随后发生变化得到和甲相同的溶液,此反应的离子方程式为 。
10.实验室现有BaCl2、NaNO3、HNO3、HCl、NaHCO3、AgNO3六种溶液,现从中任取四种溶液,编号为A、B、C、D并进行相关实验。其中A属于盐类且能与B反应生成气体,B、C、D间反应现象的记录如表。回答下列问题:
溶液
B
C
D
B
—
不反应
↓
C
不反应
—
↓
D
↓
↓
—
(1)根据实验现象及已知条件,可推断出四种溶液中落质的化学式:A: B:
C: D: 。
(2)按要求写出下列反应的化学化学方程式:
①A和B的反应: 。
②B和D的反应: 。
③C和D的反应: 。
1.化学的研究对象是物质,化学家常根据需要将众多物质进行分类,从而更好地探索各类物质的性质及其相互转化的规律。下列说法中错误的是( )
A.在水中能电离出,使溶液呈酸性,故属于酸
B.甲图所示的分类方法属于树状分类法
C.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,非金属氧化物不一定是酸性氧化物
D.碱性氧化物一定是金属氧化物,金属氧化物不一定是碱性氧化物
2.化学变化多姿多彩,美丽如花。如图所示,甲、乙、丙、X分别是Fe2O3、C、CO、盐酸中的某一种,甲、乙、丙均能与X发生化学反应,则X是( )
A.C B.Fe2O3 C.CO D.盐酸
3.KOH是我国古代纺织业常用作漂洗的洗涤剂。古代制取KOH的流程如下:
上述流程中没有涉及的化学反应类型是( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
4.下列物质互为同素异形体的是( )
A.H2O2和H2O B.CO2和CO
C.O2和O3 D.Fe2+和Fe3+
5.下列物质中不属于酸性氧化物的是( )
A.CO2 B.CO C.SO2 D.SO3
6.下列关于胶体的说法不正确的是( )
A.直径为1.3×10-9 m的“钴钛菁”分子分散在水中能形成胶体,该分子直径比Na+的直径大
B.丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法
C.可以用滤纸分离除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3
D.胶体在一定条件下能稳定存在
7.随着人们对物质组成和性质研究的深入,物质的分类更加多样化。下列说法正确的是( )
A.Na2O、Mn2O7、Fe2O3都是碱性氧化
B.磁铁矿、盐酸、胆矾都是混合物
C.NaHSO4、HCl、HNO3在水中能电离出氢离子,按分类属于酸
D.烧碱、苛性钾、一水合氨都是碱
8.在纳米材料备受重视的今天,胶体化学对纳米材料的制备有着举足轻重的意义。图是Fe(OH)3胶体的制备实验示意图,相关表述不合理的是( )
A.可利用丁达尔效应区别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
B.Fe(OH)3胶粒直径在1~100 nm范围
C.由图可知制备胶体的离子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3(胶体)
D.观察到液体由黄色变为红褐色
9.下图表示部分常见物质的相互转化关系(反应条件已省略),下列说法错误的是( )
A.反应①和②可以是不同反应
B.图中SO2和Fe3O4属于酸性氧化物
C.图中物质类别有单质、氧化物、碱和盐
D.圈Ⅱ中的氧化物都可以由O2和对应单质在点燃条件下生成
10.早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取氢氧化钾以漂洗丝帛的工艺,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.草木灰中含有K2CO3
B.操作a和操作b不相同
C.反应过程中未涉及的基本反应类型为置换反应
D.反应过程中能够循环利用的物质是碳酸钙
11.下图是对物质进行分类的图示。
(1)上图应用的分类法是 法。
(2)利用上述图中涉及的元素组成的几种常见的物质,请你按照“酸”“碱”“盐”“氧化物”的分类标准进行分类。
H2SO4 ,Cu(OH)2 ,MgSO4 ,CuO 。
(3)请利用图中展示的物质,用化学反应方程式说明CO2和MgO分别属于酸性氧化物和碱性氧化物的理由 、 。
12.现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
Ⅰ.甲同学向1mol·L-1氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液;
Ⅱ.乙同学直接加热饱和FeCl3溶液;
Ⅲ.丙同学向25mL沸水中逐滴加入几滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈透明的红褐色,停止加热。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是 。写出此过程中的化学方程式:
。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的最简单的实验操作是 。
(3)丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行下列实验:
①将其装入U形管内,用石墨作为电极,接通直流电,通电一段时间后发现阴极附近的颜色逐渐变深,这表明Fe(OH)3胶粒带 电荷。
②向其中加入饱和Na2SO4溶液,产生的现象是 。
③向所得Fe(OH)3胶体中逐滴滴加硫酸溶液,开始产生红褐色沉淀,这是因为
;继续滴加,沉淀最终消失且得棕黄色溶液,写出反应的化学方程式:
。
④欲除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl,所用主要物品是 ;该操作名称是 。
13.对于数以千万计的化学物质和十分丰富的化学变化,分类法的作用几乎是无可替代。某化学兴趣小组对下列四组物质进行研究:
A.HCl、H2SO4、H2CO3、HNO3
B.NaNO3、AgNO3、Ba(NO3)2
C. FeCl3溶液、蒸馏水、CaCO3悬浊液、Fe(OH)3胶体
D.NaOH、KOH、Ba(OH)2、Fe2O3
(1)填写下列空白:
A组
B组
C组
D组
分类标准
含氧酸
②
分散系
④
不属于该类别的物质
①
Na2CO3
③
Fe2O3
(2)写出(1)表中“不属于该类别的物质”发生反应的化学方程式。
A(足量)+B→气体: ;
A+D: ;
(3)取一小烧杯加入20ml蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴 溶液,继续煮沸直至溶液呈 色,即制得Fe(OH)3胶体,将制得的胶体放置于暗处用激光笔照射,可以产生 效应。这个实验可以用来区别 。
14.实验证明,胶体的凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数,电荷数越大,凝聚能力越大。
(1)向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时,其凝聚能力最强的为 。
①NaCl ②FeCl3 ③K2SO4 ④Na3PO4
(2)为了把黏土溶胶(黏土胶体粒子带负电荷)变成较洁净的水,加入下列电解质时,
(填字母)效果最明显。
A.BaCl2 B.Al2(SO4)3 C.KCl D.CuSO4
(3)将少量FeCl3饱和溶液分别滴加到下列物质中,得到三种分散系,完成相关问题:
甲:将FeCl3饱和溶液滴加到冷水中;
乙:将FeCl3饱和溶液滴加到NaOH溶液中;
丙:将FeCl3饱和溶液滴加到沸水中,继续加热煮沸得到红褐色透明液体。
①丙中反应的化学方程式为 。
②用最简单的方法判断丙中是否成功制备胶体,写出相关的操作、现象和结论
,能产生该现象的原因是胶体粒子对光波的 所致。
③向经过检验后的丙中逐滴加入稀盐酸,出现的现象为 。
④Fe(OH)3胶体能稳定存在的主要原因是 。
⑤向丙中插入电极后通电,Fe(OH)3胶粒移向 (填“与电源负极相连”或“与电源正极相连”)的一极。
⑥可用如图所示的装置除去Fe(OH)3胶体中的杂质离子来提纯Fe(OH)3胶体,实验过程中需不断更换烧杯中的蒸馏水。该方法名称为 。设计实验证明该Fe(OH)3胶体中的杂质离子已经完全被除去:
。
15.实验小组探究Fe(OH)3胶体的制备方法及其性质。
(1)制备Fe(OH)3胶体
实验
实验操作
丁达尔效应
1
向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%)
迅速出现
2
向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%FeCl3溶液,然后滴入1滴10%NaOH溶液,边滴边搅拌
迅速出现
3
加热40 mL饱和FeCl3溶液
一段时间后出现
①实验1,生成Fe(OH)3胶体和 (填化学式)。
②实验2与实验1对比,优点是 (写出1条即可)。
③综合上述实验:制备Fe(OH)3胶体提供OH-的物质可以是H2O或 ,控制反应条件即可制得。
(2)Fe(OH)3胶体的性质
资料:
Ⅰ.pH>10时,Fe(OH)3胶体溶解。
Ⅱ.固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
Ⅲ.Fe3+检验:若待测液中加入KSCN溶液,溶液变红色,则说明待测液中含有Fe3+。
实验4 取5 mL实验3得到的液体于蒸发皿中,继续加热,待蒸发皿中液体变为粘稠状,罩上漏斗,可观察到漏斗内出现棕褐色的烟,且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热,蒸发皿中最终得到红棕色固体Fe2O3。
①根据资料,推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有 (填化学式)。
②检验蒸发皿中红棕色固体中阳离子的方案:取少量红棕色固体溶于稀盐酸中,
。
研究表明:Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸,砷酸浓度较低时以吸附为主,砷酸浓度较高时以反应为主。
③不同pH时,测得溶液中Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3~9时,Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率高,pH较高时,吸附效率降低的原因是
。
④去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀,化学方程式是 。
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