高中化学第一节 物质的分类及转化第一课时学案及答案

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第一节 物质的分类及转化


第一课时 物质的分类 胶体


[明确学习目标] 1.学会物质分类方法，会从不同角度对物质进行分类。2.了解同素异形体。3.能够根据分散质粒子的大小对分散系分类。4.会制备Fe(OH)3胶体，会鉴别胶体与溶液。


学生自主学习


根据物质的组成和性质分类


1．同素异形体


(1)由eq \(□,\s\up4(01))同一种元素形成的几种性质不同的单质叫做该元素的同素异形体。


(2)同素异形体的物理性质不同，化学性质不同。


(3)举例：O2与eq \(□,\s\up4(02))O3；红磷与白磷；金刚石、eq \(□,\s\up4(03))石墨与C60互为同素异形体。


2．根据物质的组成分类


(1)交叉分类法


①含义：根据不同的分类标准，对同一事物进行多种分类的一种分类方法。


②举例：





Ⅱ.某些盐的交叉分类





(2)树状分类法


①含义：对同类事物按照某些属性进行再分类的分类法。


②举例：





3．根据物质的性质分类


(1)根据物质的性质对物质进行分类是化学上常用的分类方法。


(2)举例：根据性质对氧化物进行分类





分散系及其分类


1．分散系


(1)概念：eq \(□,\s\up4(01))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。


(2)组成








(3)分类


①分散质和分散剂各有固、液、气三种状态，以其状态为分类标准共分为eq \(□,\s\up4(04))9种分散系。


②分散系按照分散质粒子直径大小分类





2．胶体的制备和特征


(1)Fe(OH)3胶体的制备


制备原理：FeCl3＋3H2Oeq \(=====,\s\up17(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl


具体操作：往烧杯中注入40 mL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eq \(□,\s\up4(08))FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈eq \(□,\s\up4(09))红褐色，停止加热。


(2)胶体的特性——丁达尔效应


当平行光束通过胶体时，可以看到eq \(□,\s\up4(10))一条光亮的“通路”，这是由于胶体粒子对光线eq \(□,\s\up4(11))散射形成的，叫做丁达尔效应，可用来区分胶体和eq \(□,\s\up4(12))溶液。





1．在科学研究中分类法的意义何在？


提示：运用分类法对物质进行科学的分类，然后分门别类地研究它们的组成、结构、性质和用途，就能够发现物质及其变化的规律，把握物质的本质属性和内在联系。


2．金属氧化物一定是碱性氧化物吗？酸性氧化物一定是非金属氧化物吗？


提示：不一定，Mn2O7是金属氧化物，但属于酸性氧化物。


3．悬浊液中的微粒直径均大于10－7 m吗？


提示：否，悬浊液中含水分子，其直径小于10－9 m。


4．向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液得到Fe(OH)3胶体吗？


提示：否，得到Fe(OH)3悬浊液。


课堂互动探究


知识点一 正确理解同素异形体这一概念





同素异形体是指由同种元素组成的性质不同的单质，不是化合物，同素异形体间在一定条件下可以相互转化，同素异形体与某一物质发生化合反应时可得同一化合物。





1 某气体经过检验只含有一种元素，则该气体是( )


A．一种单质


B．一种化合物


C．单质与化合物的混合物


D．可能是一种单质，也可能是几种单质的混合物


[批注点拨]





[答案] D


[练1] (双选)下列叙述中正确的是( )


A．由碳元素单质组成的物质一定是纯净物


B．金刚石和石墨具有相同的化学组成


C．石墨转化为金刚石不属于化学变化


D．C60是一种碳的单质


答案 BD


解析 由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和C60等，若将它们混合在一起，则该物质只含碳元素，但属于混合物。石墨和金刚石是不同的单质，所以石墨转化为金刚石是化学变化。


[练2] 下列说法中正确的是( )


A．金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同


B．金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳


C．C60和P4互为同素异形体


D．H2O和H2O2互为同素异形体


答案 B


解析 金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是碳原子的连接方式不同，A错误；金刚石、石墨和C60互为同素异形体，所以在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳，B正确；C60和P4不是由同种元素组成的，不是同素异形体，C错误；H2O和H2O2不是单质，不是同素异形体，D错误。


知识点二 单质、化合物、混合物、纯净物、酸性氧化物、


碱性氧化物等概念及概念间的关系





1．基本概念


(1)单质：由同一种元素组成的纯净物。


(2)化合物：由不同种元素组成的纯净物。几种元素组成化合物时，有的只能组成一种化合物，有的可以组成不同的化合物。


(3)纯净物：只由一种成分组成的物质。有化学式，有固定熔、沸点。


(4)混合物：由多种成分组成的物质。无化学式，无固定熔、沸点。


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：纯净物包含化合物和单质，化合物包含氧化物和酸、碱、盐。


3．酸性氧化物和碱性氧化物的概念和理解


(1)酸性氧化物是与碱反应生成盐和水的氧化物，如CO2。①酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7。②非金属氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO。


(2)碱性氧化物是与酸反应生成盐和水的氧化物，如Na2O。①碱性氧化物一定是金属氧化物。②金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物。





2 下列关于氧化物的叙述正确的是( )


A．酸性氧化物均可以和碱发生反应


B．酸性氧化物在常温下均为气态


C．金属氧化物都是碱性氧化物


D．不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应





[批注点拨]





[答案] A


[练3] 下列物质中，既属于纯净物、化合物，又属于盐、钙盐的是( )


A．石灰石 B．Ca(OH)2


C．CaCO3 D．CH4


答案 C


解析 碳酸钙属于盐类，且是钙盐，同时又是化合物，属于纯净物。石灰石的主要成分是碳酸钙，属于混合物。


[练4] 下列化合物依次属于氧化物、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


知识点三 溶液、胶体、浊液的比较








eq \a\vs4\al([知识拓展]) 胶体的性质及主要应用








3 关于胶体和溶液的区别，下列叙述正确的是( )


A．溶液呈电中性，胶体带有电荷


B．溶液中溶质微粒不能通过半透膜，胶体中分散质微粒能通过半透膜


C．胶体在一定条件下可以稳定存在


D．溶液稳定，放置后不会生成沉淀，胶体不稳定，放置后会生成沉淀


[批注点拨]





[答案] C


[练5] “纳米材料”是粒子直径为1～100 nm的材料，纳米碳就是其中一种，若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中，所形成的物质( )


①是溶液 ②是胶体 ③能产生丁达尔效应 ④能透过滤纸 ⑤不能透过滤纸 ⑥静置后会析出黑色沉淀


A．①④⑤ B．②③⑤


C．②③④ D．①③④⑥


答案 C


解析 只要分散质粒子直径在1～100 nm 之间，就是胶体，具有胶体的性质。


方法规律 不能用来区分胶体和溶液的两个方面


(1)是否均一、透明。因为胶体和溶液通常都是均一、透明的分散系。


(2)是否能通过滤纸。因为胶体和溶液的分散质粒子均能通过滤纸。


[练6] 某课外活动小组进行Fe(OH)3胶体的制备实验并检验其相关性质。


(1)若将饱和FeCl3溶液分别滴入下列物质中，能形成胶体的是________(填序号)。


A．冷水 B．沸水


C．NaOH浓溶液 D．NaCl浓溶液


(2)写出制备Fe(OH)3胶体的化学反应方程式：__________________________________________。


(3)怎样证明制得的物质是胶体？请简述操作过程：____________________________________________________________________________________________。


答案 (1)B (2)FeCl3＋3H2Oeq \(=====,\s\up17(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl (3)利用丁达尔效应；让一束光线通过制得的物质，从侧面观察可看到一条光亮的“通路”，说明制得的物质是胶体


解析 (1)FeCl3在冷水和NaCl浓溶液中基本不发生反应，不能形成Fe(OH)3胶体；FeCl3与NaOH浓溶液反应生成Fe(OH)3沉淀；将饱和FeCl3溶液滴入沸水中可发生FeCl3与H2O的反应，从而形成Fe(OH)3胶体。


(2)书写化学方程式时，Fe(OH)3胶体不能写成


“Fe(OH)3↓”。


(3)利用丁达尔效应是区别胶体与溶液的最佳方法。


方法规律 制备Fe(OH)3胶体的注意事项及常见错误


(1)Fe(OH)3胶体的制备过程中应特别注意：FeCl3饱和溶液的加入要在水沸腾之后，并且要逐滴加入而不是倒入。


(2)制备Fe(OH)3胶体的几个常见错误操作：


①直接加热FeCl3饱和溶液；②向沸水中滴加FeCl3饱和溶液，但加热时间过长；③实验中用自来水代替蒸馏水；④用玻璃棒搅动。


本课归纳总结


1.常见的分类方法有交叉分类法和树状分类法。


2．物质可分为纯净物和混合物，纯净物又分为单质和化合物，常见的化合物有氧化物、酸、碱、盐。


3．非金属氧化物不一定是酸性氧化物，酸性氧化物也不一定是非金属氧化物。金属氧化物不一定是碱性氧化物，碱性氧化物一定是金属氧化物。


4．胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径介于1～100 nm之间。


5．制备Fe(OH)3胶体的方法是向沸水中逐滴加入几滴饱和FeCl3溶液，煮沸至液体呈红褐色。


6．区分胶体和溶液的方法可利用丁达尔效应。


学习效果检测


1．按照交叉分类法，下列物质的分类正确的是( )





答案 A


解析 CuSO4为硫酸盐、可溶性盐，Ag2CO3为难溶性盐，故B错误；NaHCO3属于盐，CH3COOH属于酸，故C错误；Mn2O7属于金属氧化物，故D错误。


2．(双选)有关物质的分类，下列说法错误的是( )


A．只能有一种分类标准


B．可能有多种分类标准


C．能用交叉分类法进行分类的物质就不能用树状分类法进行分类


D．能用交叉分类法进行分类的物质也可以用树状分类法进行分类


答案 AC


解析 由于一种分类方法所依据的标准有一定局限，所能提供的信息较少，人们在认识事物时往往需要采用多种分类方法，来弥补单一分类方法的不足。


3．据最新报道，现代医学已经可以把放射性物质填入C60中，并置于患者癌细胞处进行放射治疗癌症，下列关于C60说法正确的是( )


A．煤、石油、C60均是由碳元素组成的混合物


B．C60是一种新型化合物


C．C60是60个碳原子形成的球状化合物


D．C60和石墨是碳元素的两种同素异形体


答案 D


解析 C60是碳的一种单质，是纯净物，与石墨、金刚石互为同素异形体。


4．碳酸钠俗名纯碱，采用不同的分类法对纯碱进行分类，其中正确的是( )


①碱 ②含氧酸盐 ③钠盐 ④碳酸盐


A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④


答案 D


解析 ①Na2CO3不是碱，错误；②Na2CO3属于含氧酸盐，正确；③Na2CO3是钠盐，正确；④Na2CO3是碳酸盐，正确。


5．当光束通过下列分散系时，能观察到丁达尔效应的是( )


A．蒸馏水 B．稀H2SO4


C．CuSO4溶液 D．蛋清溶液


答案 D


解析 蒸馏水是纯液体，无丁达尔效应；稀H2SO4、CuSO4溶液属于溶液，无丁达尔效应；蛋清溶液分散质粒子直径大小为1～100 nm，属于胶体，有丁达尔效应。


6．下列叙述与胶体的性质无关的是( )


A．向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀


B．当日光从窗隙射入暗室时，可观察到一束光线


C．向氢氧化铁与水形成的某分散系中插入正、负电极，通直流电一段时间后，一极附近颜色变深


D．同一支钢笔使用不同品牌墨水时，容易发生堵塞现象


答案 A


解析 A项是发生反应FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl，与胶体的性质无关。


7．请对以下过程形成的分散系进行分类。


①花生油加入到水中后充分搅拌；


②向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和；


③将饱和氯化铁溶液逐滴加入沸水中，继续加热，直至出现红褐色；


④澄清石灰水中通入少量的CO2；


⑤水和酒精的混合物；


属于浊液的是________(填序号，下同)；属于溶液的是________；属于胶体的是________。


答案 ①④ ②⑤ ③


解析 ①花生油加入到水中后充分搅拌形成的是乳浊液；②向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和形成的是溶液；③将饱和氯化铁溶液逐滴加入沸水中，继续加热直至出现红褐色，形成胶体；④澄清石灰水中通入少量的CO2生成碳酸钙沉淀；⑤水和酒精的混合物属于溶液。


8．下列4组物质均有1种物质的类别与另外3种不同，请分别指出：


A．CaO、Na2O、CO2、CuO


B．H2、C、P、Cu


C．O2、Fe、Cu、Zn


D．HCl、H2O、H2SO4、HNO3


这4种物质依次是A________；B________；C________；D________。


答案 CO2 Cu或H2 O2 H2O


解析