化学必修 第一册第一节 物质的分类及转化第1课时学案

第一节　物质的分类及转化

第1课时　物质的分类

目标●与 素养

1.能根据物质的组成和性质对物质进行分类。(宏观辨识)

2．认识常见的分类方法，感受分类在科研和学习中的重要作用。(科学态度与社会责任)

3．了解分散系的含义和分类，知道胶体是一种分散系。(宏观辨识与微观探析)

4．了解胶体的性质与应用。(宏观辨识)

导学通道　　　/合作探究 精研重点难点

知识点 1  根据物质的组成和性质分类

 自主学习

1．同素异形体

(1)由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，化学性质相似。

(3)举例：O2与O3互为同素异形体；红磷与白磷互为同素异形体；金刚石、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：

Ⅰ.Na2CO3

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。

氧化物

即|时|小|练

判断正误：正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)K2CO3是钾盐，也是碳酸盐( √ )

(2)Na2CO3含有氧元素，所以属于氧化物( × )

(3)树状分类法各级之间存在包含关系，如氧化物属于化合物，化合物属于纯净物( √ )

(4)CuSO4·5H2O属于混合物( × )

(5)只有一种元素组成的物质一定是纯净物( × )

(6)非金属氧化物一定是酸性氧化物( × )

(7)金属氧化物一定是碱性氧化物( × )

(8)单质的种类多于元素的种类( √ )

 互动探究

情 境 探 究

2020年，全球暴发了新型冠状病毒肺炎疫情，我国对这次疫情高度重视，全国上下都采取了“抗疫”措施。疫情期间，75%的医用酒精(主要成分为乙醇)和“84”消毒液(有效成分为NaClO)等常用的消毒剂，医护人员穿的防护服及医用口罩，病人输液时使用的0.9%生理盐水(主要成分为NaCl和H2O)，危重病人输的氧气……供不应求。面对丰富多彩的物质世界，你是否想过以下问题：

(1)物质可以从哪几个方面来分类？

答案　可以根据元素组成分类，可以根据物质的组成分类，可以根据物质的性质分类。

(2)常用的物质分类方法有哪些？

答案　树状分类法、交叉分类法等。

(3)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？

答案　如CO、NO、NO2等。

核 心 归 纳

1．根据物质的组成和性质对物质进行分类

2．两种氧化物的比较

续表

典 题 探 究

考查点一　根据物质的组成进行分类

　已知由碳元素组成的单质有金刚石、石墨和足球烯(C60)等，由氧元素组成的单质有O2和O3，下列说法不正确的是( D )

A．一种元素可能形成两种或两种以上不同的单质

B．单质的种类一定多于元素的种类

C．由同一种元素形成的几种单质互为同素异形体

D．金刚石、石墨和足球烯(C60)在氧气中燃烧都只能生成一种物质

解析　由题给信息可知，一种元素可能形成两种或两种以上不同的单质，则单质的种类一定多于元素的种类，A、B两项正确；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，C项正确；金刚石、石墨和足球烯(C60)在氧气中燃烧的产物可能是CO，也可能是CO2，还可能是CO和CO2的混合物，D项错误。

　(2021·广东东莞检测)下列说法中正确的是( B )

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

解析　金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是碳原子的排列方式不同，A错误；金刚石、石墨和C60互为同素异形体，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，不互为同素异形体，C错误；H2O和H2O2不是单质，不互为同素异形体，D错误。

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。

考查点二　根据物质的性质进行分类

例2　下列关于氧化物的叙述正确的是( A )

A．酸性氧化物均可以和碱发生反应

定义：与碱反应生成盐和水的氧化物

B．酸性氧化物在常温下均为气态

　　　　　　举个反例：SiO2是酸性氧化物，但常温下是固态

C．金属氧化物都是碱性氧化物

Na2O2、Mn2O7是金属氧化物，但均不是碱性氧化物

D．不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应

　　　　　　　CO、NO等既不与酸反应也不与碱反应

　体操运动员比赛前为了防滑，常在手掌上涂抹白色粉末——碳酸镁。以下有关碳酸镁的说法中正确的是( A )

①含有三种元素　②所含元素均处于游离态　③属于氧化物　④属于盐

A．①④ B．②④

C．①③ D．②③

解析　碳酸镁(MgCO3)由C、O、Mg三种元素组成，三种元素均以化合态形式存在，MgCO3属于盐。

　从物质类别的通性角度分析，下列说法错误的是( C )

A．金属单质可以与非金属单质反应

B．酸性氧化物可以与碱反应

C．非金属单质可以与酸反应

D．碱性氧化物可以与酸反应

解析　金属单质可以与非金属单质、酸、盐反应；酸性氧化物可以与碱、碱性氧化物反应；非金属单质可以与金属单质、非金属单质反应(与酸反应不是其通性)；碱性氧化物可以与酸、酸性氧化物反应。

(1)分类是根据研究对象的共同点和差异点，将它们区分为不同种类和层次的科学方法。

(2)物质的分类标准不同，其分类方式不同。对物质及其变化既可以从物质的组成和性质等宏观的角度进行分类，也可以从物质的构成、结构和参加化学反应的粒子等微观的角度进行分类。

知识点 2  分散系及其分类

自主学习

1．分散系的概念与组成

(1)概念：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：分散系中被分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂。

2．分散系的分类及其依据

按照分散质粒子直径的大小分类：

3．胶体

(1)胶体的分类

根据分散剂

的状态分类

(2)氢氧化铁胶体的制备

①实验操作：在小烧杯中加入40  mL 蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体。

②反应原理：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。

(3)丁达尔效应

①实验探究

②应用：区分胶体和溶液。

即|时|小|练

判断正误：正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)所有分散系均属于混合物( √ )

(2)直径介于1～100 nm之间的粒子称为胶体( × )

(3)油水混合物属于乳浊液( √ )

(4)溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小( √ )

(5)根据丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体、浊液( × )

(6)将稀FeCl3溶液滴加到沸水中即可得到Fe(OH)3胶体( × )

 互动探究

情 境 探 究

(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 μm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。

答案　不属于。因为2.5 μm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)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，放映机到银幕间光柱的形成也是因为丁达尔效应。

①分散系是不是都能产生丁达尔效应？

答案　不是，丁达尔效应是胶体特有的性质。

②如何快速简单地区别溶液和胶体？

答案　利用能否产生丁达尔效应可以快速简单地区别溶液和胶体。

核 心 归 纳

1．溶液、胶体、浊液三类分散系的比较

2．胶体的分类

胶体

典 题 探 究

　关于胶体和溶液的区别，下列叙述正确的是( C )

A．溶液呈电中性，胶体带有电荷

　　　　　　　　胶体呈电中性，一般胶体粒子会带有电荷

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

      溶液中溶质可以透过半透膜，胶体粒子不能透过半透膜

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

　　　　　　　　　　　胶体能在一定条件下稳定存在

　“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。若将纳米材料分散到分散剂中，所得的分散系可能具有的性质是( B )

A．不能全部透过滤纸

B．有丁达尔效应

C．所得的液体呈胶状

D．所得的物质一定是悬浊液

解析　将纳米材料分散到分散剂中，所得的分散系属于胶体，则胶体能全部透过滤纸，A项错误；胶体有丁达尔效应，B项正确；所得的分散系是胶体，不呈胶状，C项错误；所得的物质是胶体，D项错误。

　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　B　(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胶体的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。

(3)怎样证明制得的物质是胶体？请简述操作过程：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)饱和FeCl3溶液在冷水和NaCl浓溶液中基本不发生反应，不能形成Fe(OH)3胶体；饱和FeCl3溶液与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)丁达尔效应是区别胶体与溶液的最佳方法。

解胶体、溶液、浊液三种分散系区别类题的方法

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 核心提炼

1．物质的分类方法与应用

(1)常用的分类方法有树状分类法和交叉分类法。

(2)常见的同素异形体有：O2与O3；金刚石、石墨与C60；白磷与红磷。

(3)纯净物分为单质和化合物，常见的化合物有氧化物、酸、碱、盐等。

(4)四种基本反应类型是化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。

(5)非金属氧化物不一定是酸性氧化物(如CO、NO)，酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7)。

(6)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。

2．分散系及其分类

(1)胶体是一种分散系，其分散质粒子直径为1～100 nm。

(2)用丁达尔效应来区分胶体和溶液。

(3)使胶体聚沉的方法是加热或加入电解质溶液或加入带相反电荷胶粒的胶体。

(4)制备Fe(OH)3胶体的方法是向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。

 误区警示

误区❶ 误认为只含有一种元素的物质一定是纯净物

例如：金刚石与石墨混合在一起只含有碳元素，但属于混合物。

误区❷ 误认为结晶水合物属于混合物

结晶水合物中的“H2O”并不是与盐混合，而是与盐结合成一种新“分子”，属于纯净物。

误区❸ 制备Fe(OH)3胶体时，采用的方法是向沸水中逐滴滴加FeCl3饱和溶液，一定不能用FeCl3饱和溶液与NaOH溶液反应，否则产生的是Fe(OH)3沉淀。

误区❹ 书写制备胶体的化学方程式时，在胶体粒子后标注“胶体”，而不标注“↓”。

误区❺ 应从与入射光垂直的方向观察丁达尔效应。

误区❻ 当光通过胶体时，看到的光柱并不是由胶体粒子本身发光引起的，而是胶体粒子对光线散射所形成的。

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1．下列物质是生活中经常用到的物质，其中属于纯净物的是( C )

A．煤 B．生铁

C．蒸馏水 D．矿泉水

解析　煤是由碳、硫等多种元素组成的混合物；生铁是由铁元素和碳元素等组成的混合物；矿泉水中除含有水外，还有其他多种矿物质，是混合物。

2．根据某种共性，可将CO2、SO2归为一类氧化物，下列物质中与它们属于同一类的是( B )

A．CaCO3 B．P2O5

C．CuO D．KMnO4

解析　CO2、SO2和P2O5属于酸性氧化物，CaCO3、KMnO4属于盐，CuO属于碱性氧化物。

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( C )

A．其分子直径比氯离子小

B．在水中形成的分散系属于悬浊液

C．在水中形成的分散系具有丁达尔效应

D．“钴酞菁”分子不能透过滤纸

解析　“钴酞菁”分子的直径(1.3×10－9 m)介于1～100 nm之间(大于氯离子的直径)，在水中形成的分散系为胶体，能透过滤纸，具有丁达尔效应。

4．(2021·辽宁丹东质检)下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装上的部分文字说明。

请根据此表，结合中学学过的化学知识，回答下列问题：

(1)据物质分类中的树状分类法的有关知识，在①HIO3、②NaIO3、③KOH、④I2O5、⑤NaCl五种化合物(填“混合物”“化合物”“盐”或“氧化物”)中，与碘酸钾(KIO3)属于同类物质的是②⑤(填序号)。

(2)推测出碘酸钾(KIO3)的物理性质：碘酸钾能(填“能”或“不能”)溶于水；化学性质：碘酸钾在受热时易分解。

解析　(1)五种物质均属于化合物。碘酸钾属于盐，其中属于盐的有②和⑤。

(2)碘酸钾属于钾盐，能溶于水，根据“加碘盐”的食用方法可知碘酸钾受热易分解。