2024届高考化学一轮复习专题1第1讲物质及其反应的分类分散系基础学案

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第1讲 物质及其反应的分类 分散系(基础课)
1．理解物理变化与化学变化的区别与联系，能在物质及其变化的情境中，依据需要选择不同方法，从不同角度对物质及其变化进行分析和推断。 2．能根据物质的类别、组成、微粒的结构、微粒间作用力等说明或预测物质的性质。 3．理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。 4．了解胶体是一种常见的分散系，了解溶液和胶体的区别。 5．了解化学与传统文化。
物质的组成与分类
1．物质的组成
(1)构成粒子
原子团中 “离子”“基”与“官能团”的区别
①离子是带有正电荷(阳离子)、负电荷(阴离子)的原子或原子团，能稳定存在；
②基也称基团，是指带有单电子的原子团，基呈电中性即不带电荷，不能稳定存在。如—CH3、—CH2—(亚甲基)、—CH2CH3。
③官能团属于基(团)，是能决定有机物化学性质的原子或原子团。如—OH、—CHO、—COOH、X(碳卤键)等。
(2)元素、物质及粒子间的关系
①宏观上物质是由元素组成的，微观上物质是由分子、原子或离子构成的。
②元素与物质的关系
元素eq \(――→,\s\up9(组成))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(单质：由同种元素组成的纯净物，此时元素, 以游离态形式存在,化合物：由两种或两种以上元素组成的纯, 净物，此时元素以化合态形式存在))
③原子与物质的关系
(3)同素异形体
①由同一种元素形成的性质不同的单质叫同素异形体。
②同素异形体之间的性质差异主要体现在物理性质上，同素异形体之间的转化属于化学变化。
①只含一种元素的物质不一定是单质，如O2和O3的混合物、金刚石与石墨的混合物等。只含一种元素的纯净物才是单质。
②高分子化合物为混合物，如聚乙烯等。
③一种分子式不一定代表一种纯净物，如C4H10等。
2．物质的分类
(1)交叉分类法——从不同的角度对物质进行分类。
(2)树状分类法——根据物质的组成对物质进行逐级分类，各层之间属于包含关系。
纯净物和混合物：
①含一种元素的物质不一定是纯净物，也可能是混合物，如氧气(O2)和臭氧(O3)，金刚石和石墨，白磷和红磷。
②结晶水合物属于纯净物，如胆矾—CuSO4·5H2O、明矾—KAl(SO4)2·12H2O等物质。
③不同同位素形成的单质或化合物是纯净物，如H2与D2、H2O与D2O。
④分子式为C4H8的物质存在多种同分异构体，可能是纯净物也可能是混合物。
(3)常见物质的属类
①氧化物：由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物。
a．酸性氧化物：能与碱反应只生成盐和水的氧化物。如CO2、SO2。
b．碱性氧化物：能与酸反应只生成盐和水的氧化物。如CaO、CuO。
c．两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物。如Al2O3。
②酸：电离出的阳离子全部是H＋的化合物。
③碱：电离出的阴离子全部是OH－的化合物。
④盐：金属阳离子或铵根离子与酸根阴离子构成的化合物。一般分为正盐(如Na2CO3)、酸式盐(如NaHCO3)、碱式盐[如Cu2(OH)2CO3]。
氧化物辨析
①酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7。
非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO。
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，如Al2O3属于两性氧化物，CrO3为酸性氧化物。
1．将物质进行分类，有助于理解和记忆。下列物质的分类正确的是( )
[答案] C
2．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月壤成功返回，“可上九天揽月”成为现实。下列涉及火箭发射及“嫦娥五号”的系列材料中，主要成分均为非金属单质的是( )
A．“长征五号”发动机推进剂——液氧和液氢
B．制作月面展开的国旗材料之一——高强度芳纶纤维
C．返回器减速伞材料——高强度锦纶纤维
D．返回器表面所贴“暖宝宝”主要成分——铁粉、碳粉等
[答案] A
1．化学科学与技术在社会发展的各方面均发挥着关键性的作用。下列说法正确的是( )
A．“神舟”和“天宫”系列飞船使用的碳纤维复合材料属于碳的同素异形体
B．“太阳能路灯计划”使用的太阳能电池材料砷化镓是金属材料
C．用“人工肾”进行血液透析救治患者，利用了胶体的性质
D．冬奥会速滑馆“冰丝带”采用CO2跨临界直冷制冰技术，发生了化学变化
C [A.碳纤维复合材料是有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%，并不是碳单质，所以不是碳的同素异形体，A项错误；B.砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，不能用于太阳能电池材料，B项错误；C.血液透析运用了胶体电泳的性质，C项正确；D.CO2跨临界直冷制冰是利用固体CO2升华时吸热，温度降低的性质，是物理变化，D项错误。]
2．下列物质分类正确的是( )
A．NO、NO2为酸性氧化物
B．NH4Cl、AlCl3为共价化合物
C．氢氟酸、氢硫酸为强电解质
D．“84”消毒液、洁厕灵为混合物
D [A.酸性氧化物是一类能与碱作用只生成盐和水的氧化物，且化合价无变化；NO不能和碱反应，NO2和碱发生反应，化合价发生变化，故NO、NO2不属于酸性氧化物，A错误；B.NH4Cl含有离子键和共价键，属于离子化合物；AlCl3在熔融状态下不能发生电离，属于共价化合物，B错误；C.强电解质是在水中或熔融状态下能完全电离的化合物；氢氟酸、氢硫酸是HF、H2S的水溶液，不属于化合物，也就不属于强电解质；HF、H2S在水中部分电离，都是弱电解质，C错误；D.“84”消毒液的主要成分是NaClO，洁厕灵的主要成分是HCl，二者都是混合物，D正确。]
3．下列各物质所属类别的判断均正确的一组是( )
D [A项，液氨为NH3的液态，为纯净物；B项，NO2不是酸性氧化物；C项，碱式氯化镁为碱式盐，Na2O2是过氧化物不是碱性氧化物。]
4．已知H3PO3与足量NaOH反应生成Na2HPO3，则H3PO3为________元酸，其结构式为__________。
[答案] 二
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、C2H4、CO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、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、浓硫酸、盐酸、汽油、植物油、分散系(如溶液、胶体、浊液等)。
(3)固体混合物：漂白粉、高分子化合物(如蛋白质、纤维素、淀粉等)、玻璃、水泥、合金、铝热剂。
物质的性质与转化
1．物质的性质和变化关系图
2．常见的物理变化与化学变化
①只有化学键的断裂不是化学变化，如离子晶体、共价晶体的熔化。
②蛋白质的变性为化学变化而盐析为物理变化。
③核裂变或聚变不属于化学变化而属于核变化。
④一般物质的“三态”变化属于物理变化。
3．物质的常见转化和反应类型
(1)酸、碱、盐、氧化物和单质之间的转化
①酸的通性(简称酸性)
a．酸可以使指示剂变色，如使紫色石蕊试液变红；
b．酸可以与金属活动性顺序表中氢之前金属反应生成氢气；
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
c．酸可以与碱反应生成盐和水(中和反应)；
H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O
d．酸可以与碱性氧化物反应生成盐和水；
2HCl＋Na2O===2NaCl＋H2O
e．酸可以与盐反应生成新的盐和新的酸；
2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O
②碱的通性(简称碱性)
a．碱可以使指示剂变色，如使紫色石蕊试液变蓝，使酚酞变红；
b．碱可以与酸反应生成盐和水(中和反应)；
Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O
c．碱可以与酸性氧化物反应生成盐和水；
2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O
d．碱可以与盐反应生成新的盐和新的碱；
Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
③盐的通性
a．盐与酸反应生成新的盐和新的酸；
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
b．盐与碱反应生成新的盐和新的碱；
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl
c．盐与盐反应生成新的两种盐；
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
④酸性氧化物的通性
a．酸性氧化物与碱反应生成盐和水；
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
b．可溶性酸性氧化物与水化合生成酸；
SO3＋H2O===H2SO4
c．酸性氧化物与碱性氧化物化合成盐；
SO2＋CaO===CaSO3
⑤碱性氧化物的通性
a．碱性氧化物与酸反应生成盐和水；
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
b．可溶性碱性氧化物与水化合生成碱；
Na2O＋H2O===2NaOH
c．碱性氧化物与酸性氧化物化合成盐；
CaO＋SO3===CaSO4
①溶液中复分解反应的条件：生成沉淀；难电离物质；挥发性物质。
②强酸制弱酸：如实验室制CO2和SO2，其离子方程式分别为CaCO3＋
2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O和SOeq \\al(2－,3)＋2H＋===SO2↑＋H2O。
③强碱制弱碱：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up9(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
④易溶物转化为难溶物：如AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3。
⑤难溶物转化为更难溶物：如3Mg(OH)2＋2FeCl3===3MgCl2＋2Fe(OH)3。
⑥难挥发物转化为易挥发物：如NaCl＋H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up9(△))HCl↑＋NaHSO4。
(2)化学反应类型
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)232Th转化成233U是化学变化。( )
(2)用铂丝蘸取Na2SO4、Na2CO3、NaCl溶液进行焰色反应是化学变化。( )
(3)Na2CO3·10H2O的风化、NaOH的潮解属于物理变化。 ( )
(4)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现。( )
(5)NH4Cl溶液除铁锈是化学变化，食盐水导电是物理变化。 ( )
(6)3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up9(高温))2Fe＋3CO2既属于置换反应，又属于氧化还原反应。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．现有下列变化：①石油的分馏，②煤的干馏，③钠的焰色反应，④碘的升华，⑤氯化铵分解，⑥蛋白质的变性，⑦煤的液化，⑧电解食盐水，⑨CaCl2的潮解，⑩冰的融化，⑪FeCl3的水解，⑫石油的裂化、裂解，⑬蛋白质的盐析，⑭食物的缓慢氧化，⑮同素异形体间的转化。
其中属于物理变化的是_____________；属于化学变化的是______________。
[答案] ①③④⑨⑩⑬ ②⑤⑥⑦⑧⑪⑫⑭⑮
物质的性质及其应用
1．下列物质(或物质的饱和溶液)之间通过一步反应能实现如图所示转化关系，且与表中条件也匹配的是( )
B [A.Cl2的氧化性强，Fe与Cl2反应产生FeCl3，不是FeCl2，不能通过一步反应实现物质之间的转化，A不符合题意；B.Na2CO3与HCl反应产生NaCl，向NaCl溶液中通入NH3、CO2反应产生NaHCO3，NaHCO3受热分解产生Na2CO3；NaHCO3与HCl反应产生NaCl，因此能通过一步反应实现物质之间的转化，B符合题意；C.电解饱和NaCl溶液反应产生NaOH，而不能产生Na，应该电解熔融NaCl制取金属钠，不能通过一步反应实现物质之间的转化，C错误；D.H2SiO3受热分解产生SiO2，不能反应产生Si单质，不能通过一步反应实现物质之间的转化，D错误。]
2．下列有关物质性质及其应用叙述正确的是( )
A．利用FeS的还原性，处理废水中的Hg2＋
B．利用MgCl2溶液的导电性，电解MgCl2溶液制Mg
C．利用非金属性：C>Si，工业上用C与SiO2反应制备粗Si
D．利用H2O2的氧化性处理古画中变黑的颜料(PbS)恢复白色(PbSO4)
D [利用沉淀的转化，使溶解度低的FeS与Hg2＋反应，形成更难溶的HgS，故A项错误；MgCl2是离子化合物，在熔融状态下可以导电，因此电解熔融的MgCl2制Mg，故B项错误；非金属性是指非金属元素的单质在化学反应中得到电子的能力，而工业上用C与SiO2反应制备粗Si中所表现出来的是碳失去电子的能力，故C项错误。]
物质的变化及其转化
3．如图表示化学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．图Ⅰ中物质都由分子构成
B．图Ⅱ中的化学反应说明氧气具有可燃性
C．反应①和②可能是同一反应
D．图中涉及物质的类别不包含酸
B [A.图Ⅰ中物质是H2O、H2O2、O2都由分子构成，正确；B.图Ⅱ中的化学反应，是物质与氧气反应，说明氧气能支持燃烧，不能说明氧气具有可燃性，错误；C.反应①和②可能是CO2 ＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋ H2O，正确；D.酸是电离时生成的阳离子全部为氢离子的化合物，图中涉及物质的类别不包含酸，D正确。]
4．部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．澄清石灰水中通入过量CO2，反应为Ca(OH)2＋2CO2===Ca(HCO3)2
B．c与CuO共热生成Cu的反应，为置换反应
C．c→d的反应中c发生氧化反应
D．d转化为e可通过化合反应实现
B [c为CO，CO与CuO反应不是置换反应，B错误。]
(1)金属单质及其化合物的一般转化：
金属单质eq \(――→,\s\up9(O2))碱性氧化物eq \(――→,\s\up9(H2O))碱eq \(――→,\s\up9(酸))盐
(金属单质为活泼金属，如Na、K、Ca等)
(2)非金属单质及其化合物的一般转化：
非金属单质eq \(――→,\s\up9(O2))酸性氧化物eq \(――→,\s\up9(H2O))酸eq \(――→,\s\up9(碱))盐
(非金属单质为C、S等)
分散系 胶体
1．分散系
(1)概念：化学上把一种(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，叫作分散系。
(2)组成：
(3)分类：根据分散质粒子的直径大小对分散系进行分类。
2．胶体
(1)本质特征：分散质粒子的直径为1～100_nm的分散系。
(2)分类：根据分散剂不同
(3)Fe(OH)3胶体的制备
①实验操作：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，即制得Fe(OH)3胶体。
②反应原理：FeCl3＋3H2Oeq \(=====,\s\up9(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(写化学方程式)。
③注意：a.不能过度加热，否则Fe(OH)3胶体聚沉生成Fe(OH)3沉淀。
b．FeCl3饱和溶液加入量不宜过多，否则会使胶体聚沉生成沉淀。
c．书写制备胶体的化学方程式时，生成的胶体不加“↓”，应注明“胶体”二字，应注明加热条件。
d．不能用碱性溶液与FeCl3反应制备Fe(OH)3胶体。
(4)胶体的丁达尔效应
①概念：当光束通过胶体时，由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)形成一条光亮的通路，叫作丁达尔效应。
②应用：区分胶体和溶液。
胶体的聚沉及应用
胶体粒子聚集成为较大的颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出的过程叫作聚沉。
使胶体聚沉的方法：①加入少量电解质；②加入与胶体粒子带有相反电荷的胶体粒子；③加热；④搅拌。
应用：①三角洲的形成；②明矾、铁盐溶液净水；③盐卤制豆腐。
(5)提纯胶体的方法——渗析
由于胶体粒子较大不能透过半透膜，而离子、小分子较小可以透过半透膜，利用此性质可以将胶体提纯。
3．三种分散系的比较
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)泥水、NaCl溶液和云均为分散系。( )
(2)胶体粒子带电荷，但胶体呈电中性。( )
(3)鸡蛋白的溶液、血液、淀粉溶液均能发生丁达尔效应。( )
(4)FeCl3溶液加入沸水中，1 ml Fe3＋水解可得到胶体粒子数为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。( )
(5)明矾净水时发生了化学及物理变化，能起到杀菌、消毒作用。( )
(6)型号不同的钢笔水混用易造成笔不出水与胶体的聚沉有关。( )
(7)河海交汇处易形成沙洲，体现胶体的聚沉。( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×
(6)√ (7)√
1．能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法错误的是( )
A．包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B．油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C．分散质粒子直径在1～100 nm的分散系为胶体，该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D．该“运输车”中铁元素的价态为＋3价
D [A.“OTC”代表非处方药，R代表处方药，A正确；B.油脂、蔗糖均含碳元素，根据其组成和结构特点，属于有机物，B正确；C.该“纳米药物分子运输车”的直径为200 nm，而胶体分散质粒子直径在1～100 nm，所以该“纳米药物分子运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体，C正确；D.由图可知，该有机物中含有四氧化三铁，其中有＋2价和＋3价铁，D错误。]
2．我国科学家近来研制出的“全碳气凝胶”固体材料“碳海绵”，是迄今世界上最轻的材料。下列关于“碳海绵”的说法错误的是( )
A．光束照射时可观察到丁达尔效应
B．常温下具有良好的耐酸、耐碱性
C．可用于处理海面的漏油
D．其净水过程是化学变化
D [A.“全碳气凝胶”固体材料“碳海绵”属于胶体，因此光束照射时可观察到丁达尔效应，A正确；B.碳的性质稳定，常温下，不与酸、碱发生反应，因此常温下具有良好的耐酸、耐碱性，B正确；C.由于胶体具有吸附性，因此可用于处理海面的漏油，C正确；D.其净水过程利用的是吸附原理，没有产生新物质，因此是物理变化，不是化学变化，D错误。]
常考易错胶体知识归纳
(1)在Fe(OH)3胶体中，Fe(OH)3胶体粒子的数目要远远小于原FeCl3溶液中Fe3＋的数目。
(2)胶体微粒一般是离子、分子或难溶物的聚集体，但有些高分子化合物，如淀粉、蛋白质，因其分子非常大，其相对分子质量通常为几万、几十万甚至上百万、千万，因此一个分子就是一个胶体微粒，它们的溶液是胶体。
(3)掌握净水剂及其作用原理
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，能吸附水中的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。能在水中自然形成胶体，并且对水质无明显副作用的物质有KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等，这样的物质被称为净水剂，其形成胶体的化学原理是Al3＋、Fe3＋发生水解反应生成Al(OH)3、Fe(OH)3胶体。
3．(2022·淮安模拟)下列关于Fe(OH)3胶体的叙述中，正确的是( )
A．制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl3＋3H2Oeq \(=====,\s\up9(△))Fe(OH)3↓＋3HCl
B．在制备Fe(OH)3胶体的实验中，加热煮沸时间越长，越有利于胶体的生成
C．Fe(OH)3胶粒能吸附正离子，从而使Fe(OH)3胶体带有一定电荷
D．将稀硫酸逐滴加入Fe(OH)3胶体中，开始产生红褐色沉淀，继续滴加沉淀溶解
D [A.制备Fe(OH)3胶体不能写“↓”，A项错误；B.加热煮沸时间过长，胶体会发生聚沉无法得到Fe(OH)3胶体，B项错误；C.Fe(OH)3胶粒能吸附正离子，但Fe(OH)3胶体不带电，C项错误；D.稀硫酸为电解质溶液，先使Fe(OH)3胶体发生聚沉，继续滴加稀硫酸再与Fe(OH)3发生中和反应，使沉淀又溶解，D项正确。]
4．明矾净水的原理是____________________________________________
_______________________________________________________________，
有关离子方程式为_______________________________________________
______________________________________________________________。
[答案] 明矾溶于水，Al3＋水解生成的Al(OH)3胶体吸附水中悬浮物形成沉淀除去 Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
化学与传统文化
1．中国古代工艺示例简介
(1)胆铜法：这种工艺是利用金属铁将胆矾溶液中的铜离子置换出来，还原为金属铜，再熔炼成锭。《淮南万毕术》就提道：“曾青(可溶性铜盐)得铁则化为铜”“石胆……能化铁为铜”。
(2)酿酒：先用米曲霉、黑曲霉、黄曲霉等将淀粉分解(水解)为葡萄糖，称为糖化；再用酵母菌将葡萄糖发酵产生酒精，发酵后的混合料经过蒸馏，得到白酒和酒糟。
(3)炼丹：《神农本草经》中有“水银……镕化(加热)还复为丹”。《黄帝九鼎神丹经》中的“神符”“柔丹”“伏丹”都是在土釜中加热水银制得。这些“丹”实际上都是红色氧化汞，当时人们把它误认作“丹砂”。陶弘景最先明确区分了这两种红色的丹药。
2．传统文化中涉及的物质及其变化与提纯
(1)传统文化中的化学物质
①中国古代的矾化学：中国古代在染色、医药、炼丹术中都曾广泛地应用各种矾，包括绿矾(FeSO4·7H2O，又名青矾，用于染黑，所以又称皂矾)、白矾[KAl(SO4)2·12H2O，又名明矾]、黄矾[KFe3(SO4)2(OH)6]、胆矾(CuSO4·5H2O，唐代以前称石胆)。
②碳酸钾与苛性钾：战国时期著作《周礼·考工记》中对氢氧化钾的记述原文：“泺帛，以烂为灰，渥润其帛，实诸泽器，淫之以蜃。”大意按现在的话来说，漂洗(泺)丝帛时，先烧烂木(烂指干燥木头)为灰(含K2CO3较多)，用其灰汁浸泡丝帛于光泽容器中，再加入蜃(蜃指石灰)。其反应：K2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2KOH。
③石油：《汉书》中“高奴县有洧水可燃”，这里的“洧水”指的是石油。
④黑火药的成分：一硫(S)、二硝(KNO3)、三木炭(C)，反应为2KNO3＋S＋3Ceq \(=====,\s\up9(点燃))K2S＋N2↑＋3CO2↑。
(2)传统文化中的物质变化与反应类型
如成语“火上浇油”(主要是化学变化)、“百炼成钢”(主要是化学变化)，古诗词或谚语“千锤万凿出深山”(主要是物理变化)，“落汤螃蟹着红袍”(主要化学变化)，“绳锯木断，水滴石穿”(前者是物理变化，后者是化学变化)等。
(3)传统文化中的物质鉴别
《本草经集注》中区分硝石和朴硝：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”。利用焰色反应区别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)。
(4)传统文化中的分离与提纯
古代涉及的分离与提纯常涉及萃取分液、蒸馏、升华、过滤等。
传统文化中的物质及其反应
1．《千里江山图》历经千年，依旧色彩艳丽，璀璨夺目。下列有关《千里江山图》所用的颜料说法正确的是( )
A．石绿(孔雀石)，主要成分为碱式碳酸铜
B．赭石是氧化物类刚玉族赤铁矿，也是“车中幸有司南柄，试与迷途指大方”中“司南柄”的主要成分
C．《千里江山图》历经千年依然色彩艳丽，璀璨夺目，是由于所用颜料化学性质稳定，耐酸耐碱
D．颜料中所用的朱砂是碱性氧化物
A [A.石绿主要成分为碱式碳酸铜，A正确；B.赤铁矿主要成分为Fe2O3，司南柄的主要成分为Fe3O4，B错误；C.《千里江山图》所用原料石绿能与酸反应，C错误；D.朱砂主要成分为硫化汞，是硫化物，D错误。]
2．下列与化学有关的文献，理解不正确的是( )
A．《咏石灰》(明·于谦)中“烈火焚烧若等闲，要留清白在人间”，其中“清白”是指氢氧化钙
B．《咏煤炭》(明·于谦)中“凿开混沌得乌金，不辞辛苦出山林”，其中“乌金”的主要成分是煤炭
C．《天工开物》中有“至于矾现五色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火”，其中的矾一般指的是金属硫酸盐
D．《天工开物》中有如下描述：“世间丝、麻、裘、褐皆具素质”，文中的“裘”主要成分是蛋白质
A [A.要留清白在人间”，其中“清白”是指碳酸钙，A错误；B.“乌金”的主要成分是煤炭，B正确；C.矾一般指的是金属硫酸盐，C正确；D.“裘”主要成分是蛋白质，D正确。]
传统文化中涉及的分离与提纯工艺
3．下列选自《天工开物》的语句中，包含过滤操作的是( )
A．取入缸中浸三个时，漉入釜中煎炼
B．炉甘石烟洪飞损
C．其底铺薪，发火煅红
D．倾入盆中，经宿结成白雪
A [炉甘石为碳酸锌，烟洪飞损即煅烧使其分解，B与题意不符；其底铺薪，发火煅红为在其下铺一层木炭，高温煅烧，C与题意不符；倾入盆中，经宿结成白雪，即倾于器内，经过一宿，即结晶成硝，D与题意不符。]
4．中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中记载了古代化学研究成果。下列关于文献记载内容的说法正确的是( )
A．《周礼》中“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房即牡蛎壳)，“灰”的主要成分为CaCO3
B．《本草纲目》中记载：“此即地霜也，所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋汁，后乃煎炼而成”，涉及重结晶操作
C．《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”，描述的是升华和凝华过程
D．《梦溪笔谈》中“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，与化学反应无关
B [A.牡蛎壳为贝壳，贝壳主要成分为CaCO3，CaCO3灼烧生成CaO，所以“灰”的主要成分为CaO，故A错误；B.“扫取以水淋汁，后乃煎炼而成”意思为扫取后用水溶解，然后加热煎炼蒸发结晶得到硝酸钾晶体，用到操作方法有：溶解、蒸发、结晶，涉及重结晶操作，故B正确；C.升华和凝华属于物理变化，丹砂(HgS)烧之成水银，即HgS发生分解反应生成水银，积变又还成丹砂，即Hg和S又生成HgS，均为化学变化，不属于升华和凝华，故C错误；D.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是铁与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，属于化学变化，故D错误。]
三步巧解传统文化试题
1．(2022·江苏选择性考试，T7)我国古代就掌握了青铜(铜­锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A．石墨能导电，可用作润滑剂
B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
C [石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂，A错误；单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，B错误；青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，C正确；PbO2可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，D错误。]
2．(2019·天津等级考)化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是( )
A．利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇
B．利用石油生产塑料、化纤等高分子材料
C．利用基本的化学原料生产化学合成药物
D．利用反渗透膜从海水中分离出淡水
D [A.秸秆主要成分为纤维素，利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇，有新物质生成，属于化学变化；B.利用石油生产塑料、化纤等高分子材料，产生新物质，属于化学变化；C.利用基本化学原料生产化学合成药物，产生新物质，属于化学变化；D.海水中的水淡化成淡水，没有产生新物质，属于物理变化。]
3．(2021·江苏选择性考试，T4)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂
B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水
B [因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确；纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误； FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确；聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确。]
4．(2021·湖南选择性考试，T2)下列说法正确的是( )
A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4
C．SO2可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒
D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
B [糖类中的单糖、二糖不属于高分子化合物，A错误；FeO不稳定，在空气中受热会被氧化为Fe3O4，B正确；工业上常用SO2漂白纸浆，且SO2还可用于杀菌、消毒，C错误；根据原电池原理，镀锌铁皮的镀层破损后形成原电池，锌作原电池的负极，保护铁皮不被腐蚀，D错误。]
5．(2020·全国Ⅱ卷，T7)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是( )
A．胆矾的化学式为CuSO4
B．胆矾可作为湿法冶铜的原料
C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
A [胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，A项错误；湿法冶铜的原理是CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu，即胆矾可作为湿法冶铜的原料，B项正确；CuSO4溶液经熬制可以得到胆矾，是CuSO4溶液浓缩结晶的过程，C项正确；熬胆矾的铁釜中发生的反应为CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu，属于置换反应，D项正确。]
《馀冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3·Pb(OH)2]的制法有如下描述：“嵩阳产铅，居民多造胡粉。其法：铅块悬酒缸内，封闭四十九日，开之则化为粉矣。化不白者，炒为黄丹。黄丹滓为密陀僧。”其中黄丹的主要成分为Pb3O4，密陀僧的主要成分为PbO。胡粉中铅的化合价为＋2价，黄丹(Pb3O4)中铅有＋2价和＋4价两种化合价，铅的价态发生了变化。 请根据上述情境回答下列问题：
(1)胡粉中的主要成分属于________(填“盐”“碱”“碱式盐”或“酸式盐”)。
(2)胡粉转化为密陀僧的化学方程式为______________________________
______________________________________________________________。
(3)密陀僧转化为黄丹的化学方程式为______________________________
______________________________________________________________。
[答案] (1)碱式盐 (2)2PbCO3·Pb(OH)2eq \(=====,\s\up9(△))3PbO＋2CO2↑＋H2O (3)6PbO＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2Pb3O4
课时分层作业(一)
物质及其反应的分类 分散系
1．下列说法不正确的是( )
A．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性
B．常压下，0 ℃时冰的密度比水的密度小，水在4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关
C．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化
D．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
C [液晶态介于晶体态和液态之间，既有晶体的某些性质如有序性，也有液态的一些性质如流动性，A正确；0 ℃时冰的密度比水的密度小，与水分子间的氢键有关，冰的水分子间氢键比液态水时的氢键更多，B正确；石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性都有新物质生成，都是化学变化，但纳米银粒子的聚集属于物理变化，C不正确；酸雨的形成主要是SO2和氮氧化物的过度排放造成的，燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和氮氧化物的催化转化都可以减少SO2、氮氧化物的排放，所以可以减少酸雨的产生，D正确。]
2．《本草经集注》中对“硝石(KNO3)”的注解如下：“如握盐雪不冰，强烧之，紫青烟起，仍成灰。”下列有关说法错误的是( )
A．“紫青烟起”是因为硝石发生了升华现象
B．这里的“灰”的主要成分是KNO2
C．利用蒸发浓缩、冷却结晶的方法可从硝石溶液中得到硝石
D．实验室不能将硝石、白磷、硫黄放在同一试剂柜中保存
A [“强烧之，紫青烟起，仍成灰”，是指KNO3受热分解，看到的紫色是钾的焰色，A项错误；KNO3受热分解，固体产物主要为亚硝酸钾，故这里的“灰”的主要成分是KNO2，B项正确；因KNO3在水中的溶解度随温度的升高增大，故从KNO3溶液中获得KNO3晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶，C项正确；硝酸钾属于强氧化剂，硫黄、白磷属于易燃物，三者不能保存在同一试剂柜中，D项正确。]
3．我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×
10－9 m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中正确的是( )
A．“钴酞菁”分子具有丁达尔效应
B．“钴酞菁”分子不能透过滤纸
C．此项工作可以用来改变分子的某些物理性质
D．将“钴酞菁”分子分散到水中能形成悬浊液
C [A.“钴酞菁”分子是纯净物，不具有丁达尔效应，故A错误；B.“钴酞菁”分子(直径为1.3×10－9m)，能透过滤纸，故B错误；C.为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10－9m)恢复了磁性，改变了它的物理性质 ，故C正确；D.将“钴酞菁”分子分散到水中能形成胶体，故D错误。]
4．化学与科技、社会、生活有着密切联系。下列有关说法不正确的是( )
A．制造速滑馆冰面采用的超临界二氧化碳与普通二氧化碳化学性质相同
B．As2O3是治疗白血病的一线药物，我国首次实现其仿生递送，As2O3是碱性氧化物
C．北京冬奥会采用光伏发电以减少CO2排放，有利于实现碳达峰
D．神舟十三号飞船成功发射，航天员的头盔主要成分是聚碳酸酯，属于混合物
B [As2O3为酸性氧化物，B错误。]
5．由空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成的视觉障碍叫霾。当水汽凝结加剧、空气湿度增大时，霾就会转化为雾。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。以下说法不正确的是( )
A．雾霾天，汽车车灯照出通路的现象属于丁达尔效应
B．静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘是利用胶体粒子的带电性而加以除去
C．防雾霾口罩的原理与过滤、渗析类似，防雾霾效果好的口罩往往呼吸阻力较大
D．PM2.5是直径小于或等于2.5 μm的污染物颗粒，完全属于胶体粒子的直径范围
D [A.雾霾中含有的部分微粒直径在10－9～10－7m，故汽车车灯照出光亮“通路”的现象属于丁达尔效应，A项正确；B.静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘是利用胶体粒子的带电性而加以除去，B项正确；C.防雾霾口罩的原理与过滤、渗析类似，防雾霾效果好的口罩透气性较差，空隙较小，则往往呼吸阻力较大，C项正确；D.PM2.5是指直径小于或等于2.5μm的污染物颗粒，即粒子直径≤2.5×10－6m，而胶体中分散质粒子的直径为10－9～10－7 m，则PM2.5的直径不完全在胶体粒子的直径范围内，D项错误。]
6．下列物质分类正确的是( )
A．SO2、SiO2、CO均为酸性氧化物
B．稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体
C．烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质
D．福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物
D [CO是不成盐氧化物，A项错误；硅酸、氯化铁溶液均不是胶体，B项错误；四氯化碳不是电解质，C项错误；福尔马林是甲醛的水溶液、水玻璃是硅酸钠的水溶液、氨水是氨气的水溶液，D项正确。]
7．下列关于胶体的说法中，正确的是 ( )
①蔗糖溶液、淀粉溶液属于溶液，烟、雾属于胶体 ②溶液和胶体的本质区别是后者具有丁达尔效应，而前者无此现象 ③制备Fe(OH)3胶体的方法是将FeCl3饱和溶液滴加到沸水中煮沸至液体呈红褐色 ④利用过滤的方法能将Fe(OH)3胶体从FeCl3溶液中分离出来 ⑤由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用“血液透析”进行治疗 ⑥水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘，减少对空气的污染，利用了胶体的电泳现象 ⑦葡萄糖注射液能产生丁达尔效应，属于胶体 ⑧溶液是电中性的，胶体是带电的 ⑨清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从树叶间透过的一道道光柱，与胶体的性质有关
A．①②⑤⑥B．③⑤⑥⑨
C．③⑤⑦⑧D．②③⑥⑨
B [①淀粉溶液属于胶体，错误；②溶液和胶体的本质区别是分散质粒子直径的大小，错误；④胶体与溶液都能透过滤纸，不能用过滤的方法分离两者，错误；⑤“血液透析”的原理是渗析，正确；⑦葡萄糖是小分子，溶于水形成溶液，错误；⑧胶体本身不带电，只是胶体中胶粒表面积较大，吸附了溶液中的离子才带电荷，错误。]
8．下列体现我国悠久金属矿物开发历史的诗文中，不涉及化学变化的是( )
A．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金
B．丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂
C．熬胆矾铁釜，久之亦化为铜
D．君不见昆吾铁冶飞炎烟，红光紫气俱赫然
A [A.千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金，此过程为金的富集，属于物理变化，A符合题意；B.丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂，为硫化汞受热分解，遇冷后重新生成硫化汞，为化学变化，B与题意不符；C.熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，为铁与硫酸铜反应生成单质铜，为化学变化，C与题意不符；D.君不见昆吾铁冶飞炎烟，红光紫气俱赫然为昆吾的宝石被炼成宝剑，通红的炉火，剑锋上射出紫色的光焰，为化学变化，D与题意不符。]
9．含有0.01 ml FeCl3的氯化铁饱和溶液因久置变得浑浊，将所得分散系从如图所示装置的A区流向B区，其中C区是不断更换中的蒸馏水。已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 ( )
A．实验室制备Fe(OH)3胶体的反应为FeCl3＋3H2Oeq \(=====,\s\up9(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl
B．滤纸上残留的红褐色物质为Fe(OH)3固体颗粒
C．在B区的深红褐色分散系为Fe(OH)3胶体
D．进入C区的H＋的数目为0.03NA
D [Fe3＋不可能完全水解生成Fe(OH)3，水解产生的H＋也不一定通过渗析全部进入C区，故进入C区的H＋数目小于0.03NA，D项错误。]
10．某课外活动小组以Fe、CuO和稀H2SO4三种物质为原料，设计了如下两种制取单质铜的实验方案：
方案Ⅰ：CuOeq \(――――→,\s\up9(稀H2SO4),\s\d8(①))CuSO4eq \(――→,\s\up9(Fe),\s\d8(②))Cu
方案Ⅱ：Feeq \(――――→,\s\up9(稀H2SO4),\s\d8(③))H2eq \(――――→,\s\up9(CuO/△),\s\d8(④))Cu
(1)写出方案Ⅰ中发生反应的离子方程式，并指明反应类型。
①___________________________________________________，________；
②___________________________________________________，________。
(2)写出方案Ⅱ中发生反应的化学方程式，并指明反应类型。
③___________________________________________________，________；
④___________________________________________________，________。
(3)试评价两个实验方案的优劣，并指明理由_________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[答案] (1)①CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O 复分解反应
②Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu 置换反应
(2)③Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑ 置换反应
④H2＋CuOeq \(=====,\s\up9(△))Cu＋H2O 置换反应
(3)方案Ⅰ优于方案Ⅱ；理由是：方案Ⅰ无须加热，操作简单，且方案Ⅱ中有可燃性气体(H2)参与反应，存在安全隐患
11．某化学兴趣小组的同学按照下面的实验方法制备氢氧化铁胶体：首先取少量蒸馏水于洁净的烧杯中，用酒精灯加热至沸腾，向烧杯中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液继续煮沸，至液体呈透明的红褐色。反应原理为FeCl3＋3H2Oeq \(=====,\s\up9(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(1)判断胶体制备是否成功，可利用胶体的________。
(2)在做制备氢氧化铁胶体的实验时，有些同学没有按要求进行，结果没有观察到胶体，请你预测其现象并分析原因：
①甲同学没有选用饱和氯化铁溶液，而是将稀氯化铁溶液滴入沸水中，结果没有观察到________，其原因是_______________________________________
__________________________________________________________________。
②乙同学在实验中没有使用蒸馏水，而是用自来水，结果会________，原因是________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
③丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液后，长时间加热，结果会________，原因是______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)丁同学按要求制备了Fe(OH)3胶体，但是他又向Fe(OH)3胶体中逐滴加入了稀H2SO4溶液，结果出现了一系列变化。
①先出现红褐色沉淀，原因是_____________________________________
_______________________________________________________________。
②随后沉淀溶解，此反应的离子方程式是___________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)胶体具有丁达尔效应，可利用此性质来证明此胶体已经制成，当用激光笔照射时，会有一道明亮的光路。(2)①实验室制备氢氧化铁胶体的方法为向沸水中滴加饱和氯化铁溶液加热到红褐色，将稀氯化铁溶液滴入沸水中，FeCl3溶液太稀，生成的Fe(OH)3太少，无红褐色。②自来水生产时需向水中通入氯气，氯气遇水会产生次氯酸，用于消毒，同时生成盐酸；盐酸和次氯酸溶液中的阴离子Cl－、ClO－中和了Fe(OH)3胶粒所带的正电荷，使胶粒聚集成较大的颗粒而形成红褐色沉淀。③制备氢氧化铁胶体时，当溶液呈红褐色时应停止加热，否则生成的胶体在加热条件下发生聚沉，形成红褐色沉淀。 (3)①电解质H2SO4电离出的SOeq \\al(2－,4)使Fe(OH)3胶体发生聚沉，生成红褐色沉淀。②氢氧化铁胶体聚沉后会产生氢氧化铁沉淀，继续加入硫酸，会发生酸碱中和反应，生成氯化铁和水，此反应的离子方程式是Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。
[答案] (1)丁达尔效应 (2)①红褐色液体 FeCl3溶液太稀，生成的Fe(OH)3太少 ②生成红褐色沉淀 自来水中含有电解质，胶体发生聚沉 ③生成红褐色沉淀 长时间加热胶体发生聚沉 (3)①电解质H2SO4使Fe(OH)3胶体聚沉而产生沉淀 ②Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
类别
选项
酸
碱
盐
碱性氧
化物
酸性氧
化物
A
H2SO4
Na2CO3
NaOH
SO2
CO2
B
HCl
NaOH
NaCl
Na2O
CO
C
HNO3
KOH
CaCO3
CaO
SO2
D
NaHSO4
NaOH
NH4Cl
Fe2O3
SO3
选项
混合物
碱
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
液氨
苛性钠
胆矾
氧化铁
二氧化碳
B
盐酸
烧碱
食盐
氧化钠
二氧化氮
C
“84”
消毒液
碱式
氯化镁
石灰石
过氧化钠
二氧化硅
D
聚乙烯塑料
熟石灰
苏打
生石灰
二氧化硫
物理变化
化学变化
三馏
蒸馏、分馏
干馏
四色
焰色反应
显色反应、颜色反应、指示剂变色反应
七解
溶解、潮解
分解、电解、水解、裂解、降解
二十
三化
熔化、
汽化、
液化、
酸化
氧化、氢化、风化、钝化、催化、皂化、歧化、硝化、酯化、裂化、油脂的硬化、煤的气化、煤的液化、水化、炭化、磺化、硫化、卤化、橡胶老化
选项
X
Y
Z
箭头上为反应条件或试剂
A
Fe
FeCl2
FeCl3
①通入少量Cl2
B
Na2CO3
NaCl
NaHCO3
③先通NH3、再通CO2
C
Na
NaOH
NaCl
②电解饱和食盐水
D
Si
Na2SiO3
H2SiO3
②加热
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
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