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2021学年第一节 物质的分类及转化评课ppt课件
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这是一份2021学年第一节 物质的分类及转化评课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，同素异形体，盐和水，胶体1分类，一条光亮的，“通路”，小于1nm，置换反应，复分解反应，化合反应等内容，欢迎下载使用。
一、物质的分类 根据物质的组成和性质分类(1)任何物质都是由_____组成的,根据_____组成对物质进行分类,是化学研究的基础。(2)同一种元素可以组成不同的单质,由同一种元素组成的不同单质之间互称为___________;例如金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体;O2和O3是氧元素的同素异形体。 (3)树状分类法①树状分类法:对同类事物按某种标准再进行分类的方法叫树状分类法。②举例:根据物质的组成可以采用树状分类法对物质进行分类如下:
(4)从不同的角度对物质进行分类——交叉分类法在不同的物质和它所属的类别之间进行连线:
(5)根据物质的性质对物质进行分类
【自主探索】(1)(初高中衔接)现有下列物质:a.空气、b.氧气、c.铁、d.H2SO4、e.NaOH、f.CaO、g.氯化钡、h.CO2,其中属于混合物的是 ;属于单质的是 ;属于氧化物的是 ;属于酸的是 ;属于碱的是 ;属于盐的是 (以上均填字母序号)。提示:a bc fh d e g
提示:乙醇 NaClO
(3)(教材二次开发)教材P7“大多数非金属氧化物属于酸性氧化物”,那么请你举例说明有哪些非金属氧化物不是酸性氧化物?提示:CO、NO等不能与碱反应生成盐和水,称为不成盐氧化物,所以像CO等属于非金属氧化物但不是酸性氧化物。
二、分散系及其分类1.分散系
3.分类按照分散质粒子大小分类:
(2)Fe(OH)3胶体的制备: ①制备:将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,___________________________________________________________,停止加热。②原理:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl。
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
(3)丁达尔效应:①实验探究:
②应用:区分胶体和溶液。
【自主探索】(1)雾霾天气使PM2.5成为“环保”热词,PM2.5指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,它在空气中形成的分散系属于胶体吗?说明理由。提示:不属于。因为2.5微米大于100 nm,当分散质粒子直径介于1～100 nm之间时形成的分散系才可称之为胶体。
(2)(情境思考)当阳光从窗隙射入暗室,或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,可以观察到丁达尔效应;放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应。 ①分散系是不是都能产生丁达尔效应?②如何快速简单区别溶液和胶体?
提示:①不是,只有胶体才有,丁达尔效应是胶体特有的性质;②利用能否产生丁达尔效应可以快速简单区别溶液和胶体。
三、物质的转化1.酸、碱、盐的性质
2.物质的转化(1)实现物质转化的基本依据:化学反应前后_____不会改变。(2)常见单质及其化合物的转化①实例:写出下列有关字母的化学方程式并注明反应类型:
2Ca+O2 ==== 2CaO
CaO+H2O ==== Ca(OH)2
Ca(OH)2+Na2CO3 ==== CaCO3↓+2NaOH
C+O2 CO2
CO2+H2O ==== H2CO3
H2CO3+Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+2H2O
②结论:单质到盐的转化关系:
3.物质制备方法的选择(1)确定依据
(2)工业生产方法的选择①最适当方法的选择
②实例——工业上制取NaOHa.不采用Na2O与H2O反应的原因:__________________________;b.主要采用:_______________;c.过去曾采用:用盐(如______)与碱[如_______]反应。
Na2O作为原料,来源少,成本高
【自主探索】(1)(知识关联)SO2和CO2都属于酸性氧化物,你能根据CO2的主要化学性质,推测一下SO2的主要化学性质吗?请用化学方程式表示。提示:①SO2+H2O ==== H2SO3,②SO2+CaO ==== CaSO3,③SO2+Ca(OH)2 ==== CaSO3↓+H2O。(合理即可)
(2)(教材二次开发)教材P10“不同的碳酸盐溶液中都含有碳酸根离子,所以不同的碳酸盐也具有相似的化学性质”,那么请你用化学方程式举例说明上述论断。提示:以碳酸钠和碳酸钙为例,分别与盐酸反应。二者物质的溶解性不同,但是都能与盐酸反应生成新盐和气体。具体反应为CaCO3+2HCl ==== CaCl2+H2O+CO2↑;Na2CO3+2HCl ==== 2NaCl+H2O+CO2↑。
(3)(情境思考)古诗词中蕴含着丰富的化学变化,明朝诗人于谦的《石灰吟》是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻,表达自己为国尽忠、不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。①上述诗句中涉及了哪些化学物质?它们分别属于哪类物质?②以上述物质为例,描述各类化合物之间的转化关系。
提示:诗句中涉及了碳酸钙、氧化钙,分别属于盐和氧化物;常见含钙化合物的转化关系为
知识点一 物质的组成和分类 1.常用的分类方法(1)交叉分类法:指将被分类的对象应用多种不同的单一分类法进行分类。如
(2)树状分类法:是根据被分类对象的整体与分出的类型间关系的阵列式形状(像树)来定义的。如
2.用树状分类法对化学物质进行分类
【误区警示】酸性氧化物与碱性氧化物的理解①酸性氧化物a.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7。b.非金属氧化物不一定都是酸性氧化物,如CO、NO。②碱性氧化物a.碱性氧化物一定是金属氧化物。b.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物。
【合作探究】(1)(思维升华)有的同学认为其水溶液显酸性的物质就是酸,水溶液显碱性的就是碱。这种观点对吗?请举例说明。(宏观辨识与微观探析)
提示:不对。物质属于酸或者碱,是从其结构和形成的微粒的角度来分析,不是从其水溶液的角度来分析。例如NaHSO4的水溶液显酸性,Na2CO3的水溶液显碱性,但是它们都属于盐类。
(2)(情境应用)厨房中的化学物质无处不在,食用碱的成分是Na2CO3,又名纯碱,广泛用于制作各类面食,如馒头、面包等。
纯碱(Na2CO3)属于碱吗?为什么?(宏观辨识与微观探析)提示:电离出的阴离子全部是OH-的物质属于碱,纯碱电离出的阴离子是 ,不属于碱而属于盐。
【典例示范】【典例】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)下表是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。
(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。——————————————————————————————————————————————————————————————————
【解题指南】解答本题应注意理解以下两个方面:(1)明确物质分类的依据。(2)明确酸性氧化物、碱性氧化物的含义。
【解析】(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。
答案:(1)树状分类(2)酸 碱 盐 氧化物(3)CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,MgO+2HCl MgCl2+H2O
【母题追问】利用上图中的物质,写出符合下列要求的化学反应方程式。
提示:Fe+2HCl FeCl2+H2↑ C+O2 CO2 HCl+NaOH NaCl+H2O
【规律方法】1.交叉分类法和树状分类法的区别(1)交叉分类法中的类别之间存在交叉关系,如Na2SO4、K2SO4分别属于钠盐、钾盐,但它们又都属于硫酸盐;(2)树状分类法中的物质类别间存在从属关系,如盐属于化合物,而化合物又属于纯净物等。
2.物质分类的两点注意(1)根据不同标准可以对化学物质和化学反应进行不同的分类,因此没有固定的分类标准,就不会有正确的分类。如:把某物质分为混合物、纯净物、化合物,就是分类标准不统一导致的错误。混合物和纯净物是并列关系,而纯净物包含化合物。(2)概念间的关系——“并列”与“包含”。①并列关系:纯净物与混合物,单质与化合物,酸与碱、盐;②包含关系:纯净物>化合物>氧化物。
【素养训练】1.化学在国防方面有着重要的作用,在2019年中华人民共和国成立70周年大阅兵上,某隐形飞机表面就涂有一种由铁氧体、金属和金属氧化物超细粉末组成的涂料。上述这种涂料属于( )A.纯净物B.混合物C.有机物D.氧化物
【解析】选B。该涂料由铁氧体、金属和金属氧化物超细粉末组成,组成物质不只一种,故为混合物。
2.“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。(2)你推测上述三种摩擦剂都 (填“溶于”或者“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,反应方程式为2NaOH+SiO2 Na2SiO3+H2O,Na2SiO3属于 (填“酸”“碱”或“盐”)类。由此可知SiO2属于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。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 。
【解析】(1)三种摩擦剂分别属于碱、盐和氧化物。(2)三者都不溶于水,因为摩擦剂是通过牙刷的运动摩擦以清洁牙齿,所以均不溶于水。(3)Na2SiO3属于盐类。因为SiO2能与碱反应生成盐和水,所以属于酸性氧化物,根据类比,可知SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O。
答案:(1)碱 盐 氧化物 (2)不溶于 因为摩擦剂是通过牙刷的运动摩擦以清洁牙齿,所以均不溶于水(合理即可) (3)盐 酸性 2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
知识点二 溶液、胶体和浊液三类分散系的比较
【误区警示】 (1)胶体的本质是胶体粒子的直径介于1～100 nm之间的分散系,并不是颗粒直径介于1～100 nm之间的物质就是胶体,如果是单一物质就不是胶体。例如不能说粒子直径1～100 nm的氢氧化铁是胶体。(2)因为胶体和溶液通常都是均一、透明的分散系,所以不能用是否均一、透明来区别胶体和溶液,应用是否具有丁达尔效应来区别。
【方法导引】渗析法将胶体与溶液放入半透膜(如玻璃纸、蛋壳内膜等),溶液中的溶质分子或离子可以透过半透膜,胶体粒子不能透过而留在半透膜中。图示如下:该方法可以分离胶体和溶液,也可以用来提纯胶体。
【合作探究】1.(思维升华)有一瓶无色液体,不用试剂如何鉴别它是AlCl3溶液还是Al(OH)3胶体?提示:用激光光束照射该液体,若产生丁达尔效应则是Al(OH)3胶体,否则为AlCl3溶液。
2.(情境应用)甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作及现象如下:①将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾; ②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;③继续加热,出现红褐色沉淀。
(1)上述三种分散系分别属于哪一类?它们的本质区别是什么?提示:分别属于溶液、胶体和浊液,本质区别是分散质粒子直径的大小。
(2)向②中滴加稀硫酸,刚开始有浑浊出现,继续滴加发现浑浊消失。浑浊是因为加入了电解质,胶体发生了聚沉现象,那么后期浑浊消失是什么原因呢?提示:后期浑浊消失是稀硫酸与氢氧化铁沉淀反应生成了硫酸铁和水。
(3)氯化铝也具有类似氯化铁的性质,写出常温下生成氢氧化铝胶体的化学反应方程式。提示:AlCl3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3HCl。
【典例示范】【典例】现有如下各实验:(已知淀粉分子的直径在1～100 nm之间)①将1 g KCl加入99 g水中。②将1 g可溶性淀粉加入100 g水中,搅拌均匀后煮沸。③将1 g CaCO3粉末加入100 g水中,充分振荡。④将0.1 g植物油加入10 g水中,充分振荡混匀。⑤将96 mL酒精与5 mL水充分混合。其中所得到的分散系,属于溶液的有 (填序号,下同),属于胶体的有 ,属于浊液的有 。
【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)明确三种分散系的特点。(2)理解胶体的特点。
【解析】①KCl溶于水后以离子形式存在,分散质粒子直径小于1 nm,属于溶液;②可溶性淀粉分子的直径在1～100 nm之间,溶于水后,形成的是胶体;③CaCO3不溶于水,振荡后所形成的是不稳定的体系,久置会沉淀,所以属于悬浊液;④油不溶于水,与水混合后形成的是乳浊液;⑤中二者以任意比混溶,形成的是溶液。
【规律方法】(1)浊液、溶液、胶体三种分散系的本质区别是分散质微粒的直径大小,可通过以下图示加以记忆:A球代表浊液中的分散质微粒;B球代表胶体中的胶粒;C球代表溶液中溶质。
(2)浊液既不能透过滤纸也不能透过半透膜;溶液既能透过滤纸又能透过半透膜。(3)胶体中的胶粒只能透过滤纸不能透过半透膜。
【素养训练】1.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.水边夜色本身就很美B.颗粒直径约为1～100 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
【解析】选B。“烟笼寒水月笼沙”所描绘的景色是浩渺寒江之上弥漫着迷蒙的烟雾,皓月的清辉洒在白色沙渚之上,而烟雾是胶体,而胶体的本质特征是分散质粒子的直径约为1～100 nm,即“烟笼寒水月笼沙”所描绘的景色,其本质原因是颗粒直径约为1～100 nm的小水滴分散在空气中,从而形成了缥缈的美景。
2.将浑浊的黄河水变成清澈的饮用水,其中明矾会起到举
根据相应材料,结合知识,回答下列问题。(1)上述短文标有序号的物质中,属于混合物的是 (填序号,下同),属于纯净物的是 ,属于盐的是 ,属于碱的是 。 (2)短文中提到“硫酸铝和水起化学变化后生成白色絮状物——氢氧化铝胶体”,请写出该反应的化学方程式 。 (3)用明矾净化后的黄河水是否是纯净物?为什么? 。
【解析】(1)属于混合物的是泥沙,剩下的都属于纯净物,其中属于盐的是明矾、硫酸钾和硫酸铝,属于碱的是氢氧化铝。(2)硫酸铝与水生成胶体的化学方程式为Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3(胶体)+3H2SO4。(3)净化后的黄河水不是纯净物,因为黄河水中除含有泥沙等物质,还含有其他溶质,而明矾净水只是除去泥沙等杂质,所以净化后的黄河水不是纯净物。
答案:(1)⑥ ①②③④⑤ ①②③ ⑤ (2)Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3(胶体)+3H2SO4(3)不是。因为黄河水中除含有泥沙等物质,还含有其他溶质,而明矾净水只是除去泥沙等杂质,所以净化后的黄河水不是纯净物
知识点三 单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化 1.单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化
2.无机基本反应类型(1)化合反应:A+B+…… C;(2)分解反应:A B+C+……;(3)置换反应:A+BC AC+B;(4)复分解反应:AB+CD AD+CB。
【易错提醒】(1)金属与盐溶液发生置换反应的条件一般是金属活动性顺序表中位置在前面的金属可以置换出位置在后面的金属。(2)酸、碱、盐之间的反应要注意反应条件,如碱与盐、盐与盐反应的条件为反应物均可溶、产物之一为沉淀。
【合作探究】1.(思维升华)你能用硫酸、镁及其化合物(类别不同)为原料,列举四种制备硫酸镁的方法吗?请用化学方程式表示。
提示:Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑MgO+H2SO4 MgSO4+H2OMg(OH)2+H2SO4 MgSO4+2H2OMgCO3+H2SO4 MgSO4+CO2↑+H2O
2.(初高中衔接)有同学认为向氯化钙溶液中通入二氧化碳气体会发生反应,化学方程式为CaCl2+H2O+CO2 CaCO3↓+2HCl,该判断正确吗?为什么?
提示:不正确。碳酸是弱酸,盐酸是强酸,该反应不发生。
3.(情境应用)《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾……熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”上述描述过程涉及的反应类型有哪些?“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”中涉及物质的转化,指出该转化过程中涉及物质的类别(从单质、氧化物、酸、碱、盐中选择)。
提示:胆矾的生成涉及化合反应,“亦化为铜”属于置换反应,该反应的化学方程式可以表示为Fe+CuSO4 Cu+FeSO4,所以物质转化的类别为单质+盐 新单质+新盐。
【典例示范】【典例】给图中①～⑤选择适当的物质,使有连线的两物质能发生反应。供选择的试剂有硫酸、二氧化碳、氯化钠、CaO、一氧化碳、纯碱、铁片和碳。
(1)请推断它们的化学式分别为① ;② ; ③ ;④ ;⑤ 。 (2)写出下列序号之间的化学方程式:①和②: ; ②和④: ; ②和⑤: ; ③和④: 。
【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)明确给出物质的类别;(2)了解给出物质的化学性质。
【解析】据单质①能和酸②发生化学反应,推知①应为活泼金属单质即为铁,而酸只有H2SO4,即②为H2SO4,则氧化物④应为金属氧化物CaO,从而氧化物③为酸性氧化物,即CO2,⑤属于盐且能与H2SO4反应,则⑤应为Na2CO3。
答案:(1)Fe H2SO4 CO2 CaO Na2CO3(2)Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑CaO+H2SO4 CaSO4+H2ONa2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2↑+H2OCO2+CaO CaCO3
【母题追问】(1)以上所列物质中属于氧化物的有哪些?它们从性质上属于哪类氧化物?
提示:CO、CO2、CaO属于氧化物;CO2属于酸性氧化物,CaO属于碱性氧化物,CO属于不成盐氧化物。
(2)根据题目提供的物质,写出符合下列物质转化类别的化学反应方程式。单质+氧化物→氧化物。
提示:CO2+C 2CO
【素养训练】纸是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,纸是用以书写、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分的化学式吗?提示:Ca(OH)2 CaCO3 CaO
(3)某学生设计了一种实验室制备碳酸钙的实验方案,其流程如图所示:
提示:①CaCO3 CaO+CO2↑ ②CaO+H2O Ca(OH)2③Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH
写出上述方案中有关反应的化学方程式。
【三言两语话重点】1.两种分类方法:树状分类法和交叉分类法。2.一种分散系:胶体,具有丁达尔效应。3.注意转化:明确酸、碱和盐之间的转化往往伴随气体、沉淀或者水的生成(具有其一现象即可)。
一、物质的分类 根据物质的组成和性质分类(1)任何物质都是由_____组成的,根据_____组成对物质进行分类,是化学研究的基础。(2)同一种元素可以组成不同的单质,由同一种元素组成的不同单质之间互称为___________;例如金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体;O2和O3是氧元素的同素异形体。 (3)树状分类法①树状分类法:对同类事物按某种标准再进行分类的方法叫树状分类法。②举例:根据物质的组成可以采用树状分类法对物质进行分类如下:
(4)从不同的角度对物质进行分类——交叉分类法在不同的物质和它所属的类别之间进行连线:
(5)根据物质的性质对物质进行分类
【自主探索】(1)(初高中衔接)现有下列物质:a.空气、b.氧气、c.铁、d.H2SO4、e.NaOH、f.CaO、g.氯化钡、h.CO2,其中属于混合物的是 ;属于单质的是 ;属于氧化物的是 ;属于酸的是 ;属于碱的是 ;属于盐的是 (以上均填字母序号)。提示:a bc fh d e g
提示:乙醇 NaClO
(3)(教材二次开发)教材P7“大多数非金属氧化物属于酸性氧化物”,那么请你举例说明有哪些非金属氧化物不是酸性氧化物?提示:CO、NO等不能与碱反应生成盐和水,称为不成盐氧化物,所以像CO等属于非金属氧化物但不是酸性氧化物。
二、分散系及其分类1.分散系
3.分类按照分散质粒子大小分类:
(2)Fe(OH)3胶体的制备: ①制备:将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾,___________________________________________________________,停止加热。②原理:FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl。
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
(3)丁达尔效应:①实验探究:
②应用:区分胶体和溶液。
【自主探索】(1)雾霾天气使PM2.5成为“环保”热词,PM2.5指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,它在空气中形成的分散系属于胶体吗?说明理由。提示:不属于。因为2.5微米大于100 nm,当分散质粒子直径介于1～100 nm之间时形成的分散系才可称之为胶体。
(2)(情境思考)当阳光从窗隙射入暗室,或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,可以观察到丁达尔效应;放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成也属于丁达尔效应。 ①分散系是不是都能产生丁达尔效应?②如何快速简单区别溶液和胶体?
提示:①不是,只有胶体才有,丁达尔效应是胶体特有的性质;②利用能否产生丁达尔效应可以快速简单区别溶液和胶体。
三、物质的转化1.酸、碱、盐的性质
2.物质的转化(1)实现物质转化的基本依据:化学反应前后_____不会改变。(2)常见单质及其化合物的转化①实例:写出下列有关字母的化学方程式并注明反应类型:
2Ca+O2 ==== 2CaO
CaO+H2O ==== Ca(OH)2
Ca(OH)2+Na2CO3 ==== CaCO3↓+2NaOH
C+O2 CO2
CO2+H2O ==== H2CO3
H2CO3+Ca(OH)2 ==== CaCO3↓+2H2O
②结论:单质到盐的转化关系:
3.物质制备方法的选择(1)确定依据
(2)工业生产方法的选择①最适当方法的选择
②实例——工业上制取NaOHa.不采用Na2O与H2O反应的原因:__________________________;b.主要采用:_______________;c.过去曾采用:用盐(如______)与碱[如_______]反应。
Na2O作为原料,来源少,成本高
【自主探索】(1)(知识关联)SO2和CO2都属于酸性氧化物,你能根据CO2的主要化学性质,推测一下SO2的主要化学性质吗?请用化学方程式表示。提示:①SO2+H2O ==== H2SO3,②SO2+CaO ==== CaSO3,③SO2+Ca(OH)2 ==== CaSO3↓+H2O。(合理即可)
(2)(教材二次开发)教材P10“不同的碳酸盐溶液中都含有碳酸根离子,所以不同的碳酸盐也具有相似的化学性质”,那么请你用化学方程式举例说明上述论断。提示:以碳酸钠和碳酸钙为例,分别与盐酸反应。二者物质的溶解性不同,但是都能与盐酸反应生成新盐和气体。具体反应为CaCO3+2HCl ==== CaCl2+H2O+CO2↑;Na2CO3+2HCl ==== 2NaCl+H2O+CO2↑。
(3)(情境思考)古诗词中蕴含着丰富的化学变化,明朝诗人于谦的《石灰吟》是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻,表达自己为国尽忠、不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。①上述诗句中涉及了哪些化学物质?它们分别属于哪类物质?②以上述物质为例,描述各类化合物之间的转化关系。
提示:诗句中涉及了碳酸钙、氧化钙,分别属于盐和氧化物;常见含钙化合物的转化关系为
知识点一 物质的组成和分类 1.常用的分类方法(1)交叉分类法:指将被分类的对象应用多种不同的单一分类法进行分类。如
(2)树状分类法:是根据被分类对象的整体与分出的类型间关系的阵列式形状(像树)来定义的。如
2.用树状分类法对化学物质进行分类
【误区警示】酸性氧化物与碱性氧化物的理解①酸性氧化物a.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7。b.非金属氧化物不一定都是酸性氧化物,如CO、NO。②碱性氧化物a.碱性氧化物一定是金属氧化物。b.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物。
【合作探究】(1)(思维升华)有的同学认为其水溶液显酸性的物质就是酸,水溶液显碱性的就是碱。这种观点对吗?请举例说明。(宏观辨识与微观探析)
提示:不对。物质属于酸或者碱,是从其结构和形成的微粒的角度来分析,不是从其水溶液的角度来分析。例如NaHSO4的水溶液显酸性,Na2CO3的水溶液显碱性,但是它们都属于盐类。
(2)(情境应用)厨房中的化学物质无处不在,食用碱的成分是Na2CO3,又名纯碱,广泛用于制作各类面食,如馒头、面包等。
纯碱(Na2CO3)属于碱吗?为什么?(宏观辨识与微观探析)提示:电离出的阴离子全部是OH-的物质属于碱,纯碱电离出的阴离子是 ,不属于碱而属于盐。
【典例示范】【典例】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)下表是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。
(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。——————————————————————————————————————————————————————————————————
【解题指南】解答本题应注意理解以下两个方面:(1)明确物质分类的依据。(2)明确酸性氧化物、碱性氧化物的含义。
【解析】(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。
答案:(1)树状分类(2)酸 碱 盐 氧化物(3)CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,MgO+2HCl MgCl2+H2O
【母题追问】利用上图中的物质,写出符合下列要求的化学反应方程式。
提示:Fe+2HCl FeCl2+H2↑ C+O2 CO2 HCl+NaOH NaCl+H2O
【规律方法】1.交叉分类法和树状分类法的区别(1)交叉分类法中的类别之间存在交叉关系,如Na2SO4、K2SO4分别属于钠盐、钾盐,但它们又都属于硫酸盐;(2)树状分类法中的物质类别间存在从属关系,如盐属于化合物,而化合物又属于纯净物等。
2.物质分类的两点注意(1)根据不同标准可以对化学物质和化学反应进行不同的分类,因此没有固定的分类标准,就不会有正确的分类。如:把某物质分为混合物、纯净物、化合物,就是分类标准不统一导致的错误。混合物和纯净物是并列关系,而纯净物包含化合物。(2)概念间的关系——“并列”与“包含”。①并列关系:纯净物与混合物,单质与化合物,酸与碱、盐;②包含关系:纯净物>化合物>氧化物。
【素养训练】1.化学在国防方面有着重要的作用,在2019年中华人民共和国成立70周年大阅兵上,某隐形飞机表面就涂有一种由铁氧体、金属和金属氧化物超细粉末组成的涂料。上述这种涂料属于( )A.纯净物B.混合物C.有机物D.氧化物
【解析】选B。该涂料由铁氧体、金属和金属氧化物超细粉末组成,组成物质不只一种,故为混合物。
2.“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。(2)你推测上述三种摩擦剂都 (填“溶于”或者“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,反应方程式为2NaOH+SiO2 Na2SiO3+H2O,Na2SiO3属于 (填“酸”“碱”或“盐”)类。由此可知SiO2属于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。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 。
【解析】(1)三种摩擦剂分别属于碱、盐和氧化物。(2)三者都不溶于水,因为摩擦剂是通过牙刷的运动摩擦以清洁牙齿,所以均不溶于水。(3)Na2SiO3属于盐类。因为SiO2能与碱反应生成盐和水,所以属于酸性氧化物,根据类比,可知SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O。
答案:(1)碱 盐 氧化物 (2)不溶于 因为摩擦剂是通过牙刷的运动摩擦以清洁牙齿,所以均不溶于水(合理即可) (3)盐 酸性 2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O
知识点二 溶液、胶体和浊液三类分散系的比较
【误区警示】 (1)胶体的本质是胶体粒子的直径介于1～100 nm之间的分散系,并不是颗粒直径介于1～100 nm之间的物质就是胶体,如果是单一物质就不是胶体。例如不能说粒子直径1～100 nm的氢氧化铁是胶体。(2)因为胶体和溶液通常都是均一、透明的分散系,所以不能用是否均一、透明来区别胶体和溶液,应用是否具有丁达尔效应来区别。
【方法导引】渗析法将胶体与溶液放入半透膜(如玻璃纸、蛋壳内膜等),溶液中的溶质分子或离子可以透过半透膜,胶体粒子不能透过而留在半透膜中。图示如下:该方法可以分离胶体和溶液,也可以用来提纯胶体。
【合作探究】1.(思维升华)有一瓶无色液体,不用试剂如何鉴别它是AlCl3溶液还是Al(OH)3胶体?提示:用激光光束照射该液体,若产生丁达尔效应则是Al(OH)3胶体,否则为AlCl3溶液。
2.(情境应用)甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作及现象如下:①将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾; ②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;③继续加热,出现红褐色沉淀。
(1)上述三种分散系分别属于哪一类?它们的本质区别是什么?提示:分别属于溶液、胶体和浊液,本质区别是分散质粒子直径的大小。
(2)向②中滴加稀硫酸,刚开始有浑浊出现,继续滴加发现浑浊消失。浑浊是因为加入了电解质,胶体发生了聚沉现象,那么后期浑浊消失是什么原因呢?提示:后期浑浊消失是稀硫酸与氢氧化铁沉淀反应生成了硫酸铁和水。
(3)氯化铝也具有类似氯化铁的性质,写出常温下生成氢氧化铝胶体的化学反应方程式。提示:AlCl3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3HCl。
【典例示范】【典例】现有如下各实验:(已知淀粉分子的直径在1～100 nm之间)①将1 g KCl加入99 g水中。②将1 g可溶性淀粉加入100 g水中,搅拌均匀后煮沸。③将1 g CaCO3粉末加入100 g水中,充分振荡。④将0.1 g植物油加入10 g水中,充分振荡混匀。⑤将96 mL酒精与5 mL水充分混合。其中所得到的分散系,属于溶液的有 (填序号,下同),属于胶体的有 ,属于浊液的有 。
【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)明确三种分散系的特点。(2)理解胶体的特点。
【解析】①KCl溶于水后以离子形式存在,分散质粒子直径小于1 nm,属于溶液;②可溶性淀粉分子的直径在1～100 nm之间,溶于水后,形成的是胶体;③CaCO3不溶于水,振荡后所形成的是不稳定的体系,久置会沉淀,所以属于悬浊液;④油不溶于水,与水混合后形成的是乳浊液;⑤中二者以任意比混溶,形成的是溶液。
【规律方法】(1)浊液、溶液、胶体三种分散系的本质区别是分散质微粒的直径大小,可通过以下图示加以记忆:A球代表浊液中的分散质微粒;B球代表胶体中的胶粒;C球代表溶液中溶质。
(2)浊液既不能透过滤纸也不能透过半透膜;溶液既能透过滤纸又能透过半透膜。(3)胶体中的胶粒只能透过滤纸不能透过半透膜。
【素养训练】1.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.水边夜色本身就很美B.颗粒直径约为1～100 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
【解析】选B。“烟笼寒水月笼沙”所描绘的景色是浩渺寒江之上弥漫着迷蒙的烟雾,皓月的清辉洒在白色沙渚之上,而烟雾是胶体,而胶体的本质特征是分散质粒子的直径约为1～100 nm,即“烟笼寒水月笼沙”所描绘的景色,其本质原因是颗粒直径约为1～100 nm的小水滴分散在空气中,从而形成了缥缈的美景。
2.将浑浊的黄河水变成清澈的饮用水,其中明矾会起到举
根据相应材料,结合知识,回答下列问题。(1)上述短文标有序号的物质中,属于混合物的是 (填序号,下同),属于纯净物的是 ,属于盐的是 ,属于碱的是 。 (2)短文中提到“硫酸铝和水起化学变化后生成白色絮状物——氢氧化铝胶体”,请写出该反应的化学方程式 。 (3)用明矾净化后的黄河水是否是纯净物?为什么? 。
【解析】(1)属于混合物的是泥沙,剩下的都属于纯净物,其中属于盐的是明矾、硫酸钾和硫酸铝,属于碱的是氢氧化铝。(2)硫酸铝与水生成胶体的化学方程式为Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3(胶体)+3H2SO4。(3)净化后的黄河水不是纯净物,因为黄河水中除含有泥沙等物质,还含有其他溶质,而明矾净水只是除去泥沙等杂质,所以净化后的黄河水不是纯净物。
答案:(1)⑥ ①②③④⑤ ①②③ ⑤ (2)Al2(SO4)3+6H2O 2Al(OH)3(胶体)+3H2SO4(3)不是。因为黄河水中除含有泥沙等物质,还含有其他溶质,而明矾净水只是除去泥沙等杂质,所以净化后的黄河水不是纯净物
知识点三 单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化 1.单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化
2.无机基本反应类型(1)化合反应:A+B+…… C;(2)分解反应:A B+C+……;(3)置换反应:A+BC AC+B;(4)复分解反应:AB+CD AD+CB。
【易错提醒】(1)金属与盐溶液发生置换反应的条件一般是金属活动性顺序表中位置在前面的金属可以置换出位置在后面的金属。(2)酸、碱、盐之间的反应要注意反应条件,如碱与盐、盐与盐反应的条件为反应物均可溶、产物之一为沉淀。
【合作探究】1.(思维升华)你能用硫酸、镁及其化合物(类别不同)为原料,列举四种制备硫酸镁的方法吗?请用化学方程式表示。
提示:Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑MgO+H2SO4 MgSO4+H2OMg(OH)2+H2SO4 MgSO4+2H2OMgCO3+H2SO4 MgSO4+CO2↑+H2O
2.(初高中衔接)有同学认为向氯化钙溶液中通入二氧化碳气体会发生反应,化学方程式为CaCl2+H2O+CO2 CaCO3↓+2HCl,该判断正确吗?为什么?
提示:不正确。碳酸是弱酸,盐酸是强酸,该反应不发生。
3.(情境应用)《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧,挹其水熬之,则成胆矾……熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”上述描述过程涉及的反应类型有哪些?“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”中涉及物质的转化,指出该转化过程中涉及物质的类别(从单质、氧化物、酸、碱、盐中选择)。
提示:胆矾的生成涉及化合反应,“亦化为铜”属于置换反应,该反应的化学方程式可以表示为Fe+CuSO4 Cu+FeSO4,所以物质转化的类别为单质+盐 新单质+新盐。
【典例示范】【典例】给图中①～⑤选择适当的物质,使有连线的两物质能发生反应。供选择的试剂有硫酸、二氧化碳、氯化钠、CaO、一氧化碳、纯碱、铁片和碳。
(1)请推断它们的化学式分别为① ;② ; ③ ;④ ;⑤ 。 (2)写出下列序号之间的化学方程式:①和②: ; ②和④: ; ②和⑤: ; ③和④: 。
【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)明确给出物质的类别;(2)了解给出物质的化学性质。
【解析】据单质①能和酸②发生化学反应,推知①应为活泼金属单质即为铁,而酸只有H2SO4,即②为H2SO4,则氧化物④应为金属氧化物CaO,从而氧化物③为酸性氧化物,即CO2,⑤属于盐且能与H2SO4反应,则⑤应为Na2CO3。
答案:(1)Fe H2SO4 CO2 CaO Na2CO3(2)Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑CaO+H2SO4 CaSO4+H2ONa2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2↑+H2OCO2+CaO CaCO3
【母题追问】(1)以上所列物质中属于氧化物的有哪些?它们从性质上属于哪类氧化物?
提示:CO、CO2、CaO属于氧化物;CO2属于酸性氧化物,CaO属于碱性氧化物,CO属于不成盐氧化物。
(2)根据题目提供的物质,写出符合下列物质转化类别的化学反应方程式。单质+氧化物→氧化物。
提示:CO2+C 2CO
【素养训练】纸是中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,纸是用以书写、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分的化学式吗?提示:Ca(OH)2 CaCO3 CaO
(3)某学生设计了一种实验室制备碳酸钙的实验方案,其流程如图所示:
提示:①CaCO3 CaO+CO2↑ ②CaO+H2O Ca(OH)2③Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH
写出上述方案中有关反应的化学方程式。
【三言两语话重点】1.两种分类方法:树状分类法和交叉分类法。2.一种分散系:胶体,具有丁达尔效应。3.注意转化:明确酸、碱和盐之间的转化往往伴随气体、沉淀或者水的生成(具有其一现象即可)。
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