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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化第1课时导学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化第1课时导学案，共11页。学案主要包含了学习目标，自主预习，参考答案，效果检测，合作探究，核心归纳，典型例题，随堂检测等内容，欢迎下载使用。
1.通过学习认识“为什么要对物质进行分类研究”,树立分类研究的意识。
2.通过学习了解“如何对物质进行分类研究”,对常见的物质能根据其组成及性质进行分类,了解树状分类法及交叉分类法的特点。
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,并能根据胶体的性质设计丁达尔实验进行鉴别。
【自主预习】
一、物质的分类
1.回忆单质、化合物、纯净物、混合物的概念。
混合物: 物质混合而成的物质。
纯净物: 或一种化合物组成的物质。
单质: 组成的纯净物。
化合物:由两种或两种以上不同元素组成的 。
2.单质分为金属单质、非金属单质和稀有气体,下列物质属于金属单质的是 ;属于非金属单质的是 。(填序号)
①H2 ②Na ③O2 ④Cu ⑤Fe3O4 ⑥HCl
3.同素异形体
由同一种元素形成的几种性质不同的 ,叫作这种元素的同素异形体。同素异形体必须是单质,如碳元素的同素异形体有 。
【微点拨】
对同素异形体概念的理解
(1)组成元素: 只含有一种元素。
(2)物质类别: 互为同素异形体的只能是单质。
(3)性质关系: 同素异形体的物理性质有差异,但化学性质相似。
(4)相互转化: 同素异形体之间的转化属于化学变化。
(5)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。
4.物质的分类
对于数以千万计的物质,人们常根据物质的组成、 结构、 性质或用途等进行分类。 根据物质的组成和性质分类的方法有 和 。
(1)交叉分类法
①含义: 从不同的角度对物质进行分类。
②举例:
(2)树状分类法
①含义: 根据物质的组成对物质进行分类的方法。
②举例:
5.酸性氧化物是指能与 反应生成 和 的氧化物,大多数非金属氧化物属于酸性氧化物。 碱性氧化物是指能与 反应只生成 和 的氧化物,大多数金属氧化物属于碱性氧化物。
【微点拨】
(1)溶于水生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2;溶于水生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2。
(2)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。例如,Mn2O7为酸性氧化物。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7);非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
(4)酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、Fe2O3)。
二、分散系及其分类
1.分散系的概念与组成
2.分散系的分类
(1)按照分散质粒子的直径大小分类
(2)按照分散质和分散剂的状态分类
3.胶体的分类和性质
(1)胶体的分类
按照分
散剂的
不同①分散剂是液体,叫作液溶胶,如Fe(OH)3胶体②分散剂是固体,叫作固溶胶,如有色玻璃③分散剂是气体,叫作气溶胶,如云、雾
(2)胶体的性质
丁达尔效应
实验探究:
应用:区分胶体和溶液。
【参考答案】一、1.由两种或多种 由一种单质 由同种元素 纯净物 2.②④ ①③ 3.单质 金刚石、石墨、无定形碳、C60、C70等 4.交叉分类法 树状分类法 5.碱
盐 水 酸 盐 水
二、1.分散质 分散剂 3.一条光亮的通路 散射
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)纯净物只由一种原子构成,而混合物由多种原子构成。( )
(2)Ca(OH)2既属于碱又属于化合物、纯净物。( )
(3)O2和O3互为同素异形体。( )
(4)硝酸钾既属于钾盐,又属于硝酸盐。( )
(5)所有非金属氧化物都是酸性氧化物。( )
(6)溶液、胶体和浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小。( )
(7)云、雾的分散质是小液滴,故它们都是液溶胶。( )
(8)放映室射到银幕上形成光柱属于丁达尔效应。( )
【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√
2.有没有既不是酸性氧化物又不是碱性氧化物的氧化物呢?请举例说明。
【答案】有,如CO、NO、NO2、MnO2等。
3.明矾或白矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O]在洪水、地震等自然灾害发生时常用于净水,即利用其形成的“溶液”产生的Al(OH)3胶体的吸附作用,除去水中的悬浮物。如何鉴别该液体是AlCl3溶液还是Al(OH)3胶体?
【答案】用光束照射该液体,若能产生丁达尔效应,则是Al(OH)3胶体;若不能,则是AlCl3溶液。
【合作探究】
任务1：物质的分类依据及方法
情境导入 1.体操运动员常在手掌上涂擦一种防滑的碳酸镁粉,目的是增加手掌与器械之间的摩擦力,防止从杠上脱手。
2.中国新能源客车亮相卡塔尔世界杯。卡塔尔世界杯提出了创新、可持续、低碳的办会理念,倡导绿色出行,公交无疑是首选。中国新能源客车中标卡塔尔世界杯服务用车项目,这说明中国的新能源技术得到了世界认可。
问题生成
1.素材1中防滑的碳酸镁粉 (化学式为MgCO3)属于镁盐、碳酸盐,请用交叉分类法画出上述数学集合关系图。
【答案】。
2.以下有关碳酸镁的说法中正确的是 (填序号)。
①含有3种元素 ②所含元素均处于游离态 ③属于氧化物 ④属于盐
【答案】①④。
3.根据碳酸钙的性质,请你预测碳酸镁(MgCO3)的物理性质和化学性质(各列举两项即可)。
【答案】物理性质:白色、难溶于水的粉末;化学性质:MgCO3受热分解,能与盐酸反应(答案合理即可)。
【核心归纳】
1.树状分类法
混合物溶液(如NaCl溶液)胶体[如Fe(OH)3胶体]浊液悬浊液(如泥水混合物)乳浊液(如油水混合物)
2.交叉分类法
【典型例题】
【例1】分类是一种重要的学习方法。物质的分类如图所示,下列说法中正确的是( )。
A.图甲所示的分类方法属于树状分类法
B.酸性氧化物一定是非金属氧化物
C.Fe(OH)3胶体属于碱
D.图甲中“……”包含混合物
【答案】A
【解析】由题干信息可知,图甲所示的分类方法属于树状分类法,A项正确;酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物,属于酸性氧化物,B项错误;Fe(OH)3胶体是混合物,而酸、碱、盐均属于纯净物,属于化合物,故Fe(OH)3胶体不属于碱,C项错误;化合物是指含有两种或两种以上元素的纯净物,故图甲中“……”不包含混合物,D项错误。
灵犀一点：由一种元素组成的纯净物为单质;由两种或者两种以上元素组成的纯净物为化合物;由两种或者两种以上物质组成的物质为混合物。
【例2】下列图像能够形象地揭示概念之间的从属关系,其表示的一些物质或概念间的从属关系中不正确的是( )。
A.X为含氧酸,Y为酸,Z为化合物
B.X为氧化物,Y为化合物,Z为纯净物
C.X为强碱,Y为碱,Z为化合物
D.X为非金属氧化物,Y为酸性氧化物,Z为氧化物
【答案】D
【解析】化合物可以分为酸、碱、盐、氧化物等,酸按酸根离子中是否含氧元素分为含氧酸和无氧酸,A项正确;纯净物分为单质和化合物,化合物可以分为酸、碱、盐、氧化物等,B项正确;化合物可以分为酸、碱、盐、氧化物等,碱按电离程度不同分为强碱、弱碱等,C项正确;氧化物可以分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7等),非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO等),酸性氧化物和非金属氧化物属于交叉关系,D项错误。
灵犀一点： 酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物但属于酸性氧化物;非金属氧化物也不一定属于酸性氧化物,如CO、NO都不是酸性氧化物,属于不成盐氧化物。金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2属于过氧化物,属于不成盐氧化物。
【例3】同类别的物质具有相似的性质,学好物质的分类意义重大。下列有关物质的分类正确的是( )。
【答案】B
【解析】A项,氨水为混合物,石灰乳为浊液,不是纯净物,错误;C项,CO不是酸性氧化物,氨气不是碱,错误;D项,冰水混合物为纯净物,纯碱是盐,错误。
任务2：分散系的分类及胶体性质的探究
实验素材
甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作步骤及现象如下:
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。
问题生成
1.如何证明②中生成的分散系和①、③是不同的分散系?①②③三种分散系的本质区别是什么?其分散质粒子都能透过滤纸吗?
【答案】可以用一只激光笔分别照射三种分散系,若只有②可以观察到一条光亮的通路,①、③无明显现象,则证明②中形成的分散系与①、③中的不同;三者的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体的分散质粒子可通过滤纸,Fe(OH)3浊液的分散质粒子不能。
2.①②③中最稳定的分散系是哪一种?
【答案】①FeCl3溶液。
3.乙同学认为向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液可以制取Fe(OH)3胶体,你认为正确吗?请说明原因。
【答案】不正确。向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的是Fe(OH)3浊液(沉淀)。
【核心归纳】
一、三种分散系的比较
二、胶体的电泳、聚沉和渗析(拓展知识)
1.电泳:某些胶体粒子带有电荷,在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂中做定向移动。如氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场的作用下向阴极移动,阴极附近的颜色加深。
2.聚沉:胶体聚沉的原理即中和胶体粒子的电荷或加快胶粒的热运动以增加胶粒的碰撞概率。常用方法如下:
(1)加入可溶性盐溶液,产生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粒子在重力作用下形成沉淀析出。现象解释或应用:
①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,海水中的带电粒子中和胶粒所带电荷使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口能形成三角洲。
②土壤胶体中的胶体粒子带有负电荷,可以吸附施肥后的铵根离子,减少未被作物吸收的铵态氮肥随雨水的流失,这就是土壤胶体的保肥作用。
③氯化铁溶液可以止血,是因为其可使血液胶体聚沉。
④用石膏做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4·2H2O,豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,很快就聚集而形成胶冻状的豆腐(被称为凝胶)。
(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。例如,使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血。
3.渗析
(1)概念:离子和分子很小,可以透过半透膜,而胶体粒子不能透过,这种使杂质离子或分子从胶体里分离出来的操作叫渗析,又叫透析。渗析实验能够证明胶体粒子的直径比溶液中溶质粒子大。
(2)应用:①血液透析;②提纯淀粉胶体。
【典型例题】
【例4】下列实验装置或操作与微粒的大小无直接关系的是( )。
【答案】C
【解析】悬浊液的分散质粒子不能通过滤纸,过滤利用了分散质粒子大小的不同进行分离,A项不符合题意;胶体的分散质粒子不能透过半透膜,溶液中的分散质粒子能透过半透膜,渗析利用了分散质粒子大小的不同进行分离,B项不符合题意;蒸发一般是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去,剩下溶质固体,与粒子的大小无关,C项符合题意;胶体粒子能散射光线,产生丁达尔效应,与分散质粒子的大小有关,D项不符合题意。
【例5】磁流体是电子材料的新秀,它既具有固体的磁性,又具有液体的流动性。制备时将含等量FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,随后加入油酸钠溶液,即可生成黑色的、分散质粒子直径为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Fe2O3
D.所得分散系为胶体,且胶粒直径即为氢氧化铁分子直径
【答案】B
【解析】分散质粒子直径为5.5~36 nm,所得分散系为胶体,所以不是悬浊液,A项错误;该分散系属于胶体,能产生丁达尔效应,B项正确;分散质是黑色的,而Fe2O3是红棕色的,C项错误;该胶体分散质是黑色的,氢氧化铁胶体为红褐色,且胶粒是很多分子的集合体,不是一个分子,D项错误。
灵犀一点：判断某分散系是不是胶体的唯一依据就是看其分散质微粒直径是否介于1~100 nm。
【随堂检测】
1.下列说法正确的是( )。
A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
B.生石灰与水混合的过程只发生物理变化
C.O3是由3个原子构成的化合物
D.CuSO4·5H2O是一种化合物
【答案】D
【解析】A项中纯碱属于盐;B项中发生了化学反应CaO+H2OCa(OH)2,有化学变化;C项中O3属于单质。
2.下列家庭小实验不能制得溶液的是( )。
【答案】B
【解析】A项得到NaCl水溶液;B项得到的泥水为悬浊液;C项得到植物油的汽油溶液(二者互溶);D项得到蔗糖溶液。
3.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”出自李清照的《渔家傲》。以下相关说法正确的是( )。
A.“晓雾”属于胶体,分散质是空气
B.“晓雾”在阳光下能观察到丁达尔效应,胶体和溶液的本质区别是丁达尔效应
C.“云涛”的分散质粒子直径和“晓雾”的分散质粒子直径范围相同
D.氯化铁饱和溶液与“晓雾”属于同一类别的分散系
【答案】C
【解析】雾的分散剂是空气,分散质是水,A项错误;分散系根据分散质粒子直径大小分为溶液、胶体和浊液,故胶体与溶液的本质区别是分散质粒子的直径大小,B项错误; “云涛”即铺在天空中的云朵,属于胶体,雾属于胶体,胶体是指分散质粒子直径在1~100 nm的分散系,“云涛”和“晓雾”的分散质粒子直径范围相同,C项正确;氯化铁饱和溶液属于溶液,雾属于胶体,氯化铁饱和溶液与“晓雾”属于不同的分散系,D项错误。
4.下列化合物中依次属于氧化物、碱、盐的一组是( )。
A.Na2CO3、KOH、CaO
B.CO、NaOH、KCl
C.H2O、H2SO4、NaCl
D.CuO、Cu2(OH)2CO3、CaCO3
【答案】B
【解析】Na2CO3属于盐,CaO是氧化物;H2SO4属于酸;Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,不属于碱。
5.已知A~F为常见化学物质,固体A在空气中易潮解,B和C能参与光合作用,B和D的组成元素相同。它们相互转化的关系如图所示(“→”表示反应能一步实现,“—”表示相连物质间能发生反应,部分反应物、生成物和反应条件已略)。则B、C、D分别是 、 、 (填物质名称)。写出固体B的一种用途: 。A、B、E分别属于 、 、 (填物质类别)。
【答案】二氧化碳 水 一氧化碳 人工降雨(或作化工原料) 碱 氧化物 单质
【解析】固体A在空气中易潮解,所以A是氢氧化钠;B和C能参与光合作用,且B与C能发生反应,B是二氧化碳,C是水;B和D的组成元素相同,二氧化碳能转化成D,所以D是一氧化碳;一氧化碳能与E反应,E能转化成二氧化碳,所以E可以是氧气;F能转化成E和水,F是过氧化氢。C和F的组成元素可能相同(过氧化氢和水都由氢、氧元素组成);固态二氧化碳俗称干冰,干冰升华吸热,可用于人工降雨;一氧化碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳;A、B、E分别属于碱、氧化物、单质。
操作
光束照射时的现象
原因分析
看到
胶粒的直径为1~100 nm,能对光线发生
无明显现象
溶液中粒子的直径小于1 nm,散射极其微弱
选项
混合物
纯净物
酸性氧化物
碱
盐
A
空气
氨水
CO2
石灰乳
KAl(SO4)2
B
豆浆
Cu
SO3
烧碱
NaHCO3
C
稀硫酸
石墨
CO
氨气
CuSO4·5H2O
D
冰水混合物
生石灰
SO2
纯碱
Cu2(OH)2CO3
分散系
溶液
胶体
浊液
悬浊液
乳浊液
分散质粒子直径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
>100 nm
分散质粒子结构
分子、离子
少量分子的集合体或大分子
大量分子聚集成的固体小颗粒
大量分子聚集成的液体小液滴
特点
均一、透明
多数均一、透明,较稳定
不均一、不透明,久置沉淀
不均一、不透明,久置分层
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
不能
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体、淀粉溶液
泥水、石灰乳
油水混合物
A
B
C
D
过滤
渗析
蒸发
丁达尔效应
1.通过学习认识“为什么要对物质进行分类研究”,树立分类研究的意识。
2.通过学习了解“如何对物质进行分类研究”,对常见的物质能根据其组成及性质进行分类,了解树状分类法及交叉分类法的特点。
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,并能根据胶体的性质设计丁达尔实验进行鉴别。
【自主预习】
一、物质的分类
1.回忆单质、化合物、纯净物、混合物的概念。
混合物: 物质混合而成的物质。
纯净物: 或一种化合物组成的物质。
单质: 组成的纯净物。
化合物:由两种或两种以上不同元素组成的 。
2.单质分为金属单质、非金属单质和稀有气体,下列物质属于金属单质的是 ;属于非金属单质的是 。(填序号)
①H2 ②Na ③O2 ④Cu ⑤Fe3O4 ⑥HCl
3.同素异形体
由同一种元素形成的几种性质不同的 ,叫作这种元素的同素异形体。同素异形体必须是单质,如碳元素的同素异形体有 。
【微点拨】
对同素异形体概念的理解
(1)组成元素: 只含有一种元素。
(2)物质类别: 互为同素异形体的只能是单质。
(3)性质关系: 同素异形体的物理性质有差异,但化学性质相似。
(4)相互转化: 同素异形体之间的转化属于化学变化。
(5)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。
4.物质的分类
对于数以千万计的物质,人们常根据物质的组成、 结构、 性质或用途等进行分类。 根据物质的组成和性质分类的方法有 和 。
(1)交叉分类法
①含义: 从不同的角度对物质进行分类。
②举例:
(2)树状分类法
①含义: 根据物质的组成对物质进行分类的方法。
②举例:
5.酸性氧化物是指能与 反应生成 和 的氧化物,大多数非金属氧化物属于酸性氧化物。 碱性氧化物是指能与 反应只生成 和 的氧化物,大多数金属氧化物属于碱性氧化物。
【微点拨】
(1)溶于水生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2;溶于水生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2。
(2)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。例如,Mn2O7为酸性氧化物。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7);非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
(4)酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、Fe2O3)。
二、分散系及其分类
1.分散系的概念与组成
2.分散系的分类
(1)按照分散质粒子的直径大小分类
(2)按照分散质和分散剂的状态分类
3.胶体的分类和性质
(1)胶体的分类
按照分
散剂的
不同①分散剂是液体,叫作液溶胶,如Fe(OH)3胶体②分散剂是固体,叫作固溶胶,如有色玻璃③分散剂是气体,叫作气溶胶,如云、雾
(2)胶体的性质
丁达尔效应
实验探究:
应用:区分胶体和溶液。
【参考答案】一、1.由两种或多种 由一种单质 由同种元素 纯净物 2.②④ ①③ 3.单质 金刚石、石墨、无定形碳、C60、C70等 4.交叉分类法 树状分类法 5.碱
盐 水 酸 盐 水
二、1.分散质 分散剂 3.一条光亮的通路 散射
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)纯净物只由一种原子构成,而混合物由多种原子构成。( )
(2)Ca(OH)2既属于碱又属于化合物、纯净物。( )
(3)O2和O3互为同素异形体。( )
(4)硝酸钾既属于钾盐,又属于硝酸盐。( )
(5)所有非金属氧化物都是酸性氧化物。( )
(6)溶液、胶体和浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小。( )
(7)云、雾的分散质是小液滴,故它们都是液溶胶。( )
(8)放映室射到银幕上形成光柱属于丁达尔效应。( )
【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√
2.有没有既不是酸性氧化物又不是碱性氧化物的氧化物呢?请举例说明。
【答案】有,如CO、NO、NO2、MnO2等。
3.明矾或白矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O]在洪水、地震等自然灾害发生时常用于净水,即利用其形成的“溶液”产生的Al(OH)3胶体的吸附作用,除去水中的悬浮物。如何鉴别该液体是AlCl3溶液还是Al(OH)3胶体?
【答案】用光束照射该液体,若能产生丁达尔效应,则是Al(OH)3胶体;若不能,则是AlCl3溶液。
【合作探究】
任务1：物质的分类依据及方法
情境导入 1.体操运动员常在手掌上涂擦一种防滑的碳酸镁粉,目的是增加手掌与器械之间的摩擦力,防止从杠上脱手。
2.中国新能源客车亮相卡塔尔世界杯。卡塔尔世界杯提出了创新、可持续、低碳的办会理念,倡导绿色出行,公交无疑是首选。中国新能源客车中标卡塔尔世界杯服务用车项目,这说明中国的新能源技术得到了世界认可。
问题生成
1.素材1中防滑的碳酸镁粉 (化学式为MgCO3)属于镁盐、碳酸盐,请用交叉分类法画出上述数学集合关系图。
【答案】。
2.以下有关碳酸镁的说法中正确的是 (填序号)。
①含有3种元素 ②所含元素均处于游离态 ③属于氧化物 ④属于盐
【答案】①④。
3.根据碳酸钙的性质,请你预测碳酸镁(MgCO3)的物理性质和化学性质(各列举两项即可)。
【答案】物理性质:白色、难溶于水的粉末;化学性质:MgCO3受热分解,能与盐酸反应(答案合理即可)。
【核心归纳】
1.树状分类法
混合物溶液(如NaCl溶液)胶体[如Fe(OH)3胶体]浊液悬浊液(如泥水混合物)乳浊液(如油水混合物)
2.交叉分类法
【典型例题】
【例1】分类是一种重要的学习方法。物质的分类如图所示,下列说法中正确的是( )。
A.图甲所示的分类方法属于树状分类法
B.酸性氧化物一定是非金属氧化物
C.Fe(OH)3胶体属于碱
D.图甲中“……”包含混合物
【答案】A
【解析】由题干信息可知,图甲所示的分类方法属于树状分类法,A项正确;酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物,属于酸性氧化物,B项错误;Fe(OH)3胶体是混合物,而酸、碱、盐均属于纯净物,属于化合物,故Fe(OH)3胶体不属于碱,C项错误;化合物是指含有两种或两种以上元素的纯净物,故图甲中“……”不包含混合物,D项错误。
灵犀一点：由一种元素组成的纯净物为单质;由两种或者两种以上元素组成的纯净物为化合物;由两种或者两种以上物质组成的物质为混合物。
【例2】下列图像能够形象地揭示概念之间的从属关系,其表示的一些物质或概念间的从属关系中不正确的是( )。
A.X为含氧酸,Y为酸,Z为化合物
B.X为氧化物,Y为化合物,Z为纯净物
C.X为强碱,Y为碱,Z为化合物
D.X为非金属氧化物,Y为酸性氧化物,Z为氧化物
【答案】D
【解析】化合物可以分为酸、碱、盐、氧化物等,酸按酸根离子中是否含氧元素分为含氧酸和无氧酸,A项正确;纯净物分为单质和化合物,化合物可以分为酸、碱、盐、氧化物等,B项正确;化合物可以分为酸、碱、盐、氧化物等,碱按电离程度不同分为强碱、弱碱等,C项正确;氧化物可以分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物,酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7等),非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO等),酸性氧化物和非金属氧化物属于交叉关系,D项错误。
灵犀一点： 酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7是金属氧化物但属于酸性氧化物;非金属氧化物也不一定属于酸性氧化物,如CO、NO都不是酸性氧化物,属于不成盐氧化物。金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2属于过氧化物,属于不成盐氧化物。
【例3】同类别的物质具有相似的性质,学好物质的分类意义重大。下列有关物质的分类正确的是( )。
【答案】B
【解析】A项,氨水为混合物,石灰乳为浊液,不是纯净物,错误;C项,CO不是酸性氧化物,氨气不是碱,错误;D项,冰水混合物为纯净物,纯碱是盐,错误。
任务2：分散系的分类及胶体性质的探究
实验素材
甲同学在实验室制备Fe(OH)3胶体,操作步骤及现象如下:
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。
问题生成
1.如何证明②中生成的分散系和①、③是不同的分散系?①②③三种分散系的本质区别是什么?其分散质粒子都能透过滤纸吗?
【答案】可以用一只激光笔分别照射三种分散系,若只有②可以观察到一条光亮的通路,①、③无明显现象,则证明②中形成的分散系与①、③中的不同;三者的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体的分散质粒子可通过滤纸,Fe(OH)3浊液的分散质粒子不能。
2.①②③中最稳定的分散系是哪一种?
【答案】①FeCl3溶液。
3.乙同学认为向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液可以制取Fe(OH)3胶体,你认为正确吗?请说明原因。
【答案】不正确。向FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液制得的是Fe(OH)3浊液(沉淀)。
【核心归纳】
一、三种分散系的比较
二、胶体的电泳、聚沉和渗析(拓展知识)
1.电泳:某些胶体粒子带有电荷,在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂中做定向移动。如氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场的作用下向阴极移动,阴极附近的颜色加深。
2.聚沉:胶体聚沉的原理即中和胶体粒子的电荷或加快胶粒的热运动以增加胶粒的碰撞概率。常用方法如下:
(1)加入可溶性盐溶液,产生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粒子在重力作用下形成沉淀析出。现象解释或应用:
①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,海水中的带电粒子中和胶粒所带电荷使胶体发生聚沉,长年累月在河流入海口能形成三角洲。
②土壤胶体中的胶体粒子带有负电荷,可以吸附施肥后的铵根离子,减少未被作物吸收的铵态氮肥随雨水的流失,这就是土壤胶体的保肥作用。
③氯化铁溶液可以止血,是因为其可使血液胶体聚沉。
④用石膏做豆腐时,在一定温度下,加入CaSO4·2H2O,豆浆中的胶体粒子所带的电荷被中和,很快就聚集而形成胶冻状的豆腐(被称为凝胶)。
(2)加入带相反电荷胶粒的胶体:带相反电荷的胶体粒子相混合时,也会发生聚沉。
(3)加热胶体:能量升高,胶体粒子运动加剧,它们之间的碰撞概率增大,从而使胶体粒子对离子的吸附作用减弱,即减弱胶体的稳定因素,导致胶体聚沉。例如,使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血。
3.渗析
(1)概念:离子和分子很小,可以透过半透膜,而胶体粒子不能透过,这种使杂质离子或分子从胶体里分离出来的操作叫渗析,又叫透析。渗析实验能够证明胶体粒子的直径比溶液中溶质粒子大。
(2)应用:①血液透析;②提纯淀粉胶体。
【典型例题】
【例4】下列实验装置或操作与微粒的大小无直接关系的是( )。
【答案】C
【解析】悬浊液的分散质粒子不能通过滤纸,过滤利用了分散质粒子大小的不同进行分离,A项不符合题意;胶体的分散质粒子不能透过半透膜,溶液中的分散质粒子能透过半透膜,渗析利用了分散质粒子大小的不同进行分离,B项不符合题意;蒸发一般是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去,剩下溶质固体,与粒子的大小无关,C项符合题意;胶体粒子能散射光线,产生丁达尔效应,与分散质粒子的大小有关,D项不符合题意。
【例5】磁流体是电子材料的新秀,它既具有固体的磁性,又具有液体的流动性。制备时将含等量FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍过量的NaOH溶液,随后加入油酸钠溶液,即可生成黑色的、分散质粒子直径为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Fe2O3
D.所得分散系为胶体,且胶粒直径即为氢氧化铁分子直径
【答案】B
【解析】分散质粒子直径为5.5~36 nm,所得分散系为胶体,所以不是悬浊液,A项错误;该分散系属于胶体,能产生丁达尔效应,B项正确;分散质是黑色的,而Fe2O3是红棕色的,C项错误;该胶体分散质是黑色的,氢氧化铁胶体为红褐色,且胶粒是很多分子的集合体,不是一个分子,D项错误。
灵犀一点：判断某分散系是不是胶体的唯一依据就是看其分散质微粒直径是否介于1~100 nm。
【随堂检测】
1.下列说法正确的是( )。
A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
B.生石灰与水混合的过程只发生物理变化
C.O3是由3个原子构成的化合物
D.CuSO4·5H2O是一种化合物
【答案】D
【解析】A项中纯碱属于盐;B项中发生了化学反应CaO+H2OCa(OH)2,有化学变化;C项中O3属于单质。
2.下列家庭小实验不能制得溶液的是( )。
【答案】B
【解析】A项得到NaCl水溶液;B项得到的泥水为悬浊液;C项得到植物油的汽油溶液(二者互溶);D项得到蔗糖溶液。
3.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞”出自李清照的《渔家傲》。以下相关说法正确的是( )。
A.“晓雾”属于胶体,分散质是空气
B.“晓雾”在阳光下能观察到丁达尔效应,胶体和溶液的本质区别是丁达尔效应
C.“云涛”的分散质粒子直径和“晓雾”的分散质粒子直径范围相同
D.氯化铁饱和溶液与“晓雾”属于同一类别的分散系
【答案】C
【解析】雾的分散剂是空气,分散质是水,A项错误;分散系根据分散质粒子直径大小分为溶液、胶体和浊液,故胶体与溶液的本质区别是分散质粒子的直径大小,B项错误; “云涛”即铺在天空中的云朵,属于胶体,雾属于胶体,胶体是指分散质粒子直径在1~100 nm的分散系,“云涛”和“晓雾”的分散质粒子直径范围相同,C项正确;氯化铁饱和溶液属于溶液,雾属于胶体,氯化铁饱和溶液与“晓雾”属于不同的分散系,D项错误。
4.下列化合物中依次属于氧化物、碱、盐的一组是( )。
A.Na2CO3、KOH、CaO
B.CO、NaOH、KCl
C.H2O、H2SO4、NaCl
D.CuO、Cu2(OH)2CO3、CaCO3
【答案】B
【解析】Na2CO3属于盐,CaO是氧化物;H2SO4属于酸;Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,不属于碱。
5.已知A~F为常见化学物质,固体A在空气中易潮解,B和C能参与光合作用,B和D的组成元素相同。它们相互转化的关系如图所示(“→”表示反应能一步实现,“—”表示相连物质间能发生反应,部分反应物、生成物和反应条件已略)。则B、C、D分别是 、 、 (填物质名称)。写出固体B的一种用途: 。A、B、E分别属于 、 、 (填物质类别)。
【答案】二氧化碳 水 一氧化碳 人工降雨(或作化工原料) 碱 氧化物 单质
【解析】固体A在空气中易潮解,所以A是氢氧化钠;B和C能参与光合作用,且B与C能发生反应,B是二氧化碳,C是水;B和D的组成元素相同,二氧化碳能转化成D,所以D是一氧化碳;一氧化碳能与E反应,E能转化成二氧化碳,所以E可以是氧气;F能转化成E和水,F是过氧化氢。C和F的组成元素可能相同(过氧化氢和水都由氢、氧元素组成);固态二氧化碳俗称干冰,干冰升华吸热,可用于人工降雨;一氧化碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳;A、B、E分别属于碱、氧化物、单质。
操作
光束照射时的现象
原因分析
看到
胶粒的直径为1~100 nm,能对光线发生
无明显现象
溶液中粒子的直径小于1 nm,散射极其微弱
选项
混合物
纯净物
酸性氧化物
碱
盐
A
空气
氨水
CO2
石灰乳
KAl(SO4)2
B
豆浆
Cu
SO3
烧碱
NaHCO3
C
稀硫酸
石墨
CO
氨气
CuSO4·5H2O
D
冰水混合物
生石灰
SO2
纯碱
Cu2(OH)2CO3
分散系
溶液
胶体
浊液
悬浊液
乳浊液
分散质粒子直径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
>100 nm
分散质粒子结构
分子、离子
少量分子的集合体或大分子
大量分子聚集成的固体小颗粒
大量分子聚集成的液体小液滴
特点
均一、透明
多数均一、透明,较稳定
不均一、不透明,久置沉淀
不均一、不透明,久置分层
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
不能
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体、淀粉溶液
泥水、石灰乳
油水混合物
A
B
C
D
过滤
渗析
蒸发
丁达尔效应
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