第01讲 物质的分类及转化-【暑假自学课】2022年新高一化学暑假精品课（人教版2019）

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第01讲  物质的分类及转化【学习目标】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。 【基础知识】图一  图书馆图二  超市图三  智能机器人对快递物品分拣上述三幅图，是人们利用物质的某种属性进行了分类，以提高工作效率。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＋3H2OAl2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O（1）碱性氧化物：一定是金属氧化物。（2）酸性氧化物：多数是非金属氧化物(如CO2)，少数是金属氧化物(如Mn2O7)。（3）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)。（4）非金属氧化物：不一定是酸性氧化物(如CO、NO等)。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用蒸馏水而不能用自来水②用饱和FeCl3溶液不能用稀溶液③蒸馏水要加热至沸腾(呈红褐色即停止加热)（4）性质与应用 性质应用丁达尔效应当光束通过胶体时，可以看到光亮的“通路”(形成原因：胶体粒子对光线的散射作用)区别溶液与胶体吸附性胶体粒子表面积很大，可吸附水中的浮悬小颗粒形成大晶粒沉降下来净化水（1）利用丁达尔效应可以快速鉴别溶液与胶体，但胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径介于1～100 nm之间，而不是丁达尔效应。（2）三种分散系中溶液和胶体均能透过滤纸。（3）胶体不带电，胶体中的胶体粒子能够吸附体系中的带电粒子而使胶体粒子带电荷，但整个分散系仍是电中性的。淀粉胶体的胶体粒子不带电荷。―→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↑ 【考点剖析】考点一：同素异形体的判断例1．（2022年北京市第四中学期中）2001年5月化学家Kroto访问我校，他曾因发现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是物理变化考点二：物质的分类例2．（2022年贵州省毕节市第一次联考）下列物质中不属于酸性氧化物的是A．CO2 B．CO C．SO2 D．SO3考点三：分散系的判断例3．（2022年河北省唐山市遵化市期中）“云蒸霞蔚”出自《世说新语·寓言》，表示霞光透过云层的绚丽灿烂。“云”从化学角度分析属于下列分散系中的A．溶液 B．悬浊液 C．乳浊液 D．胶体考点四：胶体的性质与本质例4．（2022年浙江省宁波中学期中）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FeCl3D．胶体在一定条件下能稳定存在考点五：丁达尔效应的判断例5．（2022年北京市丰台区期中）当光束通过下列分散系时，能观察到丁达尔效应的是A．KCl溶液 B．蔗糖溶液 C．Fe(OH)3胶体 D．NaOH溶液考点六：酸、碱、盐的性质例6．（2021年全国高一专题练习）A、B、C、D四种物质，它们之间的反应关系及所发生反应的反应类型如图：则物质B为A．Fe B．HCl(稀)C．NaOH(溶液) D．AgNO3(溶液)考点七：反应类型的判断例7．（2022年河北省承德市双滦区实验中学期中）以下表示的是碳及其化合物的转化关系，其中涉及的基本反应类型依次是CCO2H2CO3 CaCO3CO2A．化合、置换、分解、复分解     B．置换、复分解、化合、分解C．置换、化合、分解、复分解     D．置换、化合、复分解、分解考点八：物质的转化判断例8．（2022年河南省郑州市中牟县期中）下列各组内物质的转化，只通过一步反应不能完成的是A．Zn→H2 B．CaO→CaCl2 C．CO2→CaCO3 D．Cu→Cu(OH)2 【真题演练】1．（2022年云南省玉溪市峨山一中期中）下列物质互为同素异形体的是A．H2O2和H2O B．CO2和COC．O2和O3 D．Fe2＋和Fe3＋2．（2022年江苏省南通、盐城、淮安、宿迁等地部分学校高一上学期第一月考）下列各组物质中，按单质、化合物、混合物的顺序排列的是A．铁、四氧化三铁、冰水混合物   B．氯气、小苏打、纯净的空气C．水银、纯碱、五水合硫酸铜    D．水蒸气、硫酸、酒精3．（2022年北京市丰台区期中）屠呦呦因发现抗疟药物青蒿素(化学式为C15H22O5)获得诺贝尔奖。从物质分类看，青蒿素属于A．单质 B．氧化物 C．化合物 D．混合物4．（2022年安徽省池州市贵州区期中）2021年10月30日中国农业科学院饲料研究所发布，我国在国际上首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成。已经形成万吨级的工业生产能力，获得首个饲料和饲料添加剂新产品证书。蛋白质是高分子有机化合物，其分子直径在2 nm～20 nm。下列分散质粒子直径在1 nm～100 nm之间的是A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液 C．有色玻璃 D．酒精溶液5．（2022年江苏省扬州中学期中）金刚石硬度高、耐磨性好，可广泛用于切割、磨削、钻探等工业中。一种人造金刚石的生产方法为：4Na＋CCl4C＋4NaCl。该反应属于A．化合反应 B．复分解反应 C．置换反应 D．分解反应6．（2022年黑龙江省齐齐哈尔市第十六中学期中）下列说法正确的是A．泥水——悬浊液，可以用蒸发的方法分离分散质和分散剂B．豆浆——胶体，具有丁达尔效应C．海水——纯净物，具有水的所有性质D．食盐水——分散质微粒直径在1 nm～100 nm之间7．（2021年江苏省徐州市期中）下列酸碱盐之间的转化不能一步完成的是A．Fe(OH)3→Fe2(SO4)3     B．BaSO4→Ba(NO3)2C．Na2CO3→NaOH   D．H2SO4→CuSO48．（2021年全国高一专题练习）A、B、C、D、E中都含有同一种元素，它们之间的相互转化关系如图所示，其中所含的相同元素是A．铜B．碳C．铁D．钙【过关检测】1．（2022年江苏省盐城市响水中学期中）科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”，每辆 “纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成，直径约到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个有机分子。下列说法正确的是A．人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动B．C60是一种新型的化合物C．将若干辆“纳米车”分散在水中形成分散系，用激光笔照射时会产生一条光亮的通路D．“纳米车”是胶体2．（2022年云南省丽江市期末）当一束光通过下列分散系时，能看到一条明亮的“通路”的是A．硫酸铜溶液 B．泥水C．乙醇与水的混合物 D．Al(OH)3胶体3．（2022年江苏省无锡市宜兴中学期中）关于胶体的下列说法不正确的是A．胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒直径在10―9～10―7 m之间B．用一束红色聚光分别照射CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体时，均能产生丁达尔效应C．液溶胶体和溶液一样，澄清、透明、久置不分层。D．溶液、胶体、浊液均属于混合物4．（2022年北京市丰台区期中）生石灰(CaO)可作食品干燥剂，属于碱性氧化物，不能与其发生反应的物质是A．H2SO4 B．SO2 C．H2O D．NaOH5．（2021年四川省成都市期末）胶体是生活中常见的分散系。下列说法错误的是A．将FeCl3饱和溶液加热煮沸制备Fe(OH)3胶体B．可用丁达尔效应区分胶体和溶液C．过滤Fe(OH)3胶体，胶体粒子可以通过滤纸D．胶体粒子的直径在10－9～10－7 ｍ之间6．（2021年山西省长治市第一中学校高一期末）物质之间的相互转化，可以直接实现，也可以间接实现，下列转化可以一步实现的是A．C―→CaCO3 B．CuO―→Cu(OH)2C．CuSO4―→Cu D．CaCO3―→CO7．（2022年江苏省盐城市响水中学期中）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．CB．Fe2O3C．COD．盐酸8．（2022年江苏省常熟市期中）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9．（2022年江苏省宿迁市沭阳县期中改编）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10．（2022年北京市丰台区期中）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____________________________________。