鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 元素与物质分类学案设计

2.1.1  元素与物质的关系 物质分类与物质性质

考点精讲

考点1：物质的分类

1．元素的存在形态及元素与物质组成和性质的关系

（1）元素在自然界中的存在形态。

①活泼金属和活泼非金属以化合态存在于自然界中。

②不活泼金属和不活泼非金属以游离态和化合态存在于自然界中。

③在自然界中既存在游离态，又存在化合态的常见元素：氮元素、氧元素、碳元素、铁元素等。

（2）元素的化合价与物质组成和性质的关系。

①同种元素在不同的化合物中可能呈现不同的价态，对于元素的某一价态，总有一定的对应物质。

②不同价态的同种元素其性质不一样。通过对物质性质的研究，可以认清元素处于某价态时的性质；反之通过元素在物质中所处的价态，也可以预测或更深刻地把握物质的性质。

2．根据组成与性质对物质分类

3．物质的分类方法

（1）交叉分类法

交叉分类法是对同一物质按照不同的标准分类。如硫酸钠，从其组成的阳离子来看，属于钠盐；从其组成的阴离子来看，属于硫酸盐。

（2）树状分类法

树状分类法是对同类物质按照某种标准再进行分类。如化合物可以分为酸、碱、盐和氧化物等。可以将繁杂的化学物质及其变化过程清晰地表示出来，方便我们学习研究。树状分类法是一种很形象的分类法，按照层次，一层一层来分，就像一棵大树，有叶、枝、茎、根。总体来说，树状分类是对一个确定范围内的物质之间所包含的关系进行分类，有子概念与母概念。

4．氧化物的理解

（1）酸性氧化物

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

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。

（3）两性氧化物（了解）

既能与酸反应又能与碱反应且均生成盐和水的氧化物为两性氧化物。如Al2O3。

【典例1】（2021·滨州高一检测）分类法在日常生活中有着广泛的应用。下列各组物质中分类正确的是（     ）。

【举一反三】

（1）C项中的“胆矾”的化学式为CuSO4·5H2O，它有无固定的熔沸点？

（2）C项中“碳酸”根据交叉分类法属于哪类酸？

【易错提醒】物质分类时应注意的事项

（1）纯碱叫碱不是碱。纯碱是Na2CO3的俗名，它是一种盐，不属于碱类。

（2）能电离出H+的不一定是酸，如NaHSO4能电离出H+，同时电离出的阳离子还有Na+，它是一种酸式盐。

（3）酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7是一种酸性氧化物；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物，如CO、NO等属于不成盐氧化物。

（4）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Mn2O7属于酸性氧化物，Al2O3属于两性氧化物。

【针对训练】

1．（2021·芜湖高一检测）下列各组物质按单质、化合物和混合物顺序排列正确的是（     ）。

    A．冰、生石灰、空气

    B．碘酒、纯碱、烧碱

    C．液氧、盐酸、沼气

    D．金刚石、苛性钠、食盐水

2．下列物质的分类采用树状分类法的是（     ）。

    A．铁是单质又是导体

    B．纯净物可分为有机物和无机物

    C．氯化钠是钠的化合物，又是氯化物

    D．氢氧化钙既是纯净物，又是化合物，属于碱

3．（2021·南昌高一检测）下列物质的分类合理的是（     ）。

    A．氧化物：CO2、NO、SO2、H2O、Na2O

    B．碱：NaOH、KOH、Ba（OH）2、Na2CO3

    C．铵盐：NH4Cl、NH4NO3、（NH4）2SO4、NH3·H2O

    D．碱性氧化物：Na2O、CaO、Mn2O7、CuO

4．（2021·唐山高一检测）下列说法中正确的是（     ）。

    A．元素的存在形态只有化合态和游离态两种

    B．同一元素呈化合态时其化合价一定比游离态时高

    C．有多少种元素就有多少种单质

    D．同一元素在不同的物质中呈现的价态一定不同

5．有下列十种物质：①草木灰、②纯碱、③金刚石、④苛性钠、⑤生石灰、⑥硫酸、⑦碘酒、⑧氯化钠、⑨金属钠、⑩氧气和臭氧的混合气体，回答下列问题（填序号）：

（1）只由一种元素组成的是___________，只由两种元素组成的是___________。

（2）属于混合物的是_______，属于纯净物的是_________。

（3）属于单质的是_______，属于化合物的是___________。

（4）属于酸的是________，属于碱的是________，属于盐的是________。

考点2：物质间的转化

1．单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系

（1）上述转化关系并非包含全部反应，某些反应不能体现，如C还原CuO或Fe2O3，CuSO4+5H2O＝CuSO4·5H2O等。

（2）上述转化关系是共性，但学习时还要关注特殊性。如金属+酸盐+氢气，但铜与盐酸就不反应。

（3）应用单质、酸、碱、盐之间的转化规律时应注意某些物质的特性，如活泼金属可将比它活泼性弱的金属从它们的盐溶液中置换出来这一规律就不适合钠等。

2．金属单质、氧化物、酸、碱、盐的化学通性

（1）一般金属单质的化学通性

（2）氧化物的化学通性

（3）酸的化学通性

（4）碱的化学通性

（5）盐的化学通性

【典例2】给图中①～⑤选择适当的物质，使有连线的两物质能发生反应。供选择的试剂有硫酸、二氧化碳、氯化钠、CaO、一氧化碳、纯碱、铁片和碳。

（1）请推断它们的化学式分别为：①________；②_________；③________；④________；⑤________。

（2）写出下列序号之间反应的化学方程式：

     ①和②：_____________________________；

     ②和④：_____________________________；

     ②和⑤：_____________________________；

     ③和④：_____________________________。

【举一反三】

（1）以上所列物质中属于氧化物的有哪些？它们从性质上属于哪类氧化物？

（2）根据题目提供的物质，写出符合下列物质转化类别的化学反应方程式。

单质+氧化物→氧化物。

【技巧与方法】复分解反应的定义及其发生的条件

（1）从定义上分析：复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应。判断一个反应是否是复分解反应不能仅仅依据反应物和生成物的种类来判断，还必须看反应的实质。如2NaOH+CO2Na2CO3+H2O就不属于复分解反应，因为两种反应物没有相互交换成分。再如CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑，从形式上来看，虽然该反应的产物有三种化合物生成，但却属于复分解反应，该反应的实质是CaCO3+2HClCaCl2+H2CO3，H2CO3不稳定分解为H2O和CO2，两种反应物相互交换成分，因此该反应属于复分解反应。

（2）复分解反应发生的条件：①对于反应物来说，酸与碱反应，二者至少有一种要溶于水；酸与盐反应是酸必须溶于水；盐与碱、盐与盐反应时，两种反应物必须全部溶于水。②对于生成物来说要么有水生成，要么有沉淀生成，要么有气体生成。

【针对训练】

1．（2021·广西凭祥高一检测）碱溶液中都含有OH－，因此不同的碱表现出一些共同的性质。下列关于Ba（OH）2性质的描述中不属于碱的共同性质的是（     ）。

    A．能使紫色石蕊试液变蓝色

    B．能与盐酸反应生成水

    C．能与Na2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀

    D．能与CO2反应生成水

2．下列物质的转化，不能一步实现的是（     ）。

    A．K2SO4→KOH         B．Zn→ZnCl2

    C．Fe2O3→Fe（OH）3    D．MgCl2→Mg（OH）2

3．下列关于CuO的叙述中，正确的是（     ）。

    A．属于酸性氧化物

    B．可与酸反应生成盐和水

    C．能与碱反应生成Cu（OH）2

    D．可与水反应生成碱

4．（2020·北京首师附中高一检测）酸性氧化物不可能具有的性质是（     ）。

    A．与水反应生成酸

    B．与碱性氧化物反应生成盐

    C．与酸反应生成盐和水

    D．与碱反应生成盐和水

5．（2020·兰州高一检测）有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作：

则甲、乙、丙三种溶液中加的溶质可能是（     ）。

    A．BaCl2、H2SO4、KCl

    B．CaCl2、HNO3、AgNO3

    C．CaCl2、HNO3、NaCl

    D．BaCl2、HCl、Na2SO4

6．如图，A、B、C、D、E各代表水、铁、二氧化碳、硫酸铜溶液、氢氧化钡溶液中的一种物质。常温下，相连环物质间能发生反应，不相连环物质间不能发生反应，且B的相对分子质量大于D。请回答下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：A__________，B__________，D__________。

（2）写出下列反应的化学方程式B+C：________________。

（3）相连环物质间发生的反应中，置换反应共有______个。

合格考达标练

1．（2021年1月·浙江学考真题）按物质的组成进行分类，蔗糖（C12H22O11）属于（     ）。

    A．有机物    B．氧化物    C．单质    D．盐

2．（2020年1月•浙江学考真题）根据物质的组成与性质进行分类，H2SO4属于（     ）。

    A．氧化物    B．酸    C．碱    D．盐

3．（2020年1月•广东学考真题）分类是学习和研究化学的一种重要方法，下列物质的分类正确的是（     ）。

    A．K2CO3和K2O都属于盐

    B．KOH和CaCO3都属于碱

    C．H2SO4和HNO3都属于酸

    D．Na2O和Na2SiO3都属于氧化物

4．氢氧化钾是我国古代纺织业常用于漂洗的洗涤剂。古代制取氢氧化钾的流程如下：

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

5．（2020·北京人大附中高一检测）提纯含有少量Ba（NO3）2杂质的KNO3溶液，可以使用的方法为（     ）。

    A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

    B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

    C．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

    D．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸

6．（2020·北京房山区高一检测）下列反应中，不属于HNO3类别通性的是（     ）。

    A．4HNO3（浓）+SSO2↑+4NO2↑+2H2O

    B．HNO3+NaOH＝NaNO3+H2O

    C．2HNO3+CuO＝Cu（NO3）2+H2O

    D．2HNO3+CaCO3＝Ca（NO3）2+CO2↑+H2O

7．（2021·广西梧州高一检测）氧化钙是碱性氧化物，下列关于氧化钙性质叙述不正确的是（     ）。

    A．氧化钙可以与水反应生成碱

    B．氧化钙可以与盐酸反应

    C．氧化钙可以和Na2O反应

    D．氧化钙可以与CO2反应

8．（2020·邢台高一检测）下列不能与SO3反应的是（     ）。

    A．CO2    B．CaO    C．H2O    D．Ca（OH）2

9．已知碘元素及其化合物的性质与氯元素的相似。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有关知识，在：①HIO3；②碘酸钠；③KOH；④I2O5；⑤HI五种______________（填“混合物”或“化合物”或“盐”或“氧化物”）中与碘酸钾（KIO3）属于同类物质的有______________（填序号）。

（2）推测出碘酸钾（KIO3）的物理性质：碘酸钾（KIO3）_______溶于水（填“能”或“不能”），化学性质：碘酸钾（KIO3）在受热时______________。

10．无机化合物可根据其组成和性质进行分类：

（1）如图所示的物质分类方法名称是__________。

（2）以Na、K、H、O、C、S、N中任意两种或三种元素组成合适的物质，分别填写在下表中的②③⑥后面的横线上。

（3）写出⑦转化为⑤的化学方程式：______________________________。

（4）写出实验室由⑩制备O2的化学方程式：_______________________。

（5）实验室制备⑦常用__________和__________反应，检验该气体的方法是________________________________。

等级考提升练

1．一定由三种元素组成的是（     ）。

    A．氧化物    B．碱    C．酸    D．盐

2．（2021·安徽六安高一检测）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（     ）。

    A．化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应

    B．置换反应、复分解反应、化合反应、分解反应

    C．置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应

    D．置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应

3．化学概念在逻辑上存在如下关系：

对下列概念的说法正确的是（     ）。

    A．化合物与纯净物属于重叠关系

    B．化合物与碱性氧化物属于交叉关系

    C．分解反应与复分解反应属于并列关系

    D．钠盐与碳酸盐属于并列关系

4．如图是按一定的方法给物质进行的分类，以下说法中错误的是（     ）。

    A．该种分类方法是交叉分类法

    B．标准1是根据所含物质的种类

    C．标准2是根据所含元素的种类

    D．类别1是混合物，类别2是单质

5．（2021·海安高一检测）下列说法中不正确的是（     ）。

    A．一种元素可能形成两种或多种不同的单质

    B．单质的种数一定多于元素的种数

    C．只含一种元素的物质不一定是纯净物

    D．只含碳元素的物质在氧气中燃烧只能生成一种物质

6．镍氢充电电池有着广泛应用，镍及其化合物能发生下列反应：

    ①Ni+2HClNiCl2+H2↑

    ②NiO+2HClNiCl2+H2O

    ③NiO2+4HClNiCl2+Cl2↑+2H2O

Ni（OH）2不溶于水。对上述反应的分析判断错误的是（     ）。

    A．镍能与氯化铜溶液发生置换反应

    B．反应②和③都是复分解反应

    C．NiCl2能与NaOH溶液发生复分解反应

    D．反应①、③中Ni的化合价都发生了变化

7．（2021·邯郸高一检测）“探险队员”——稀硫酸，不小心走进了有许多“吃人的野兽”如图所示（即能与硫酸发生化学反应的物质）的小山，逃生线路有多种，但有一种线路是完全行不通，处处为陷阱，即为入口→③→⑤→⑦→⑨→出口，则该线路涉及的物质为（     ）。

    A．Na2CO3、Fe（OH）3、Zn、Fe2O3

    B．SO3、Cu、BaCl2、HCl

    C．Zn、Fe（OH）3、KNO3、CuO

    D．SO3、Cu、NaCl、CuO

8．（双选）（2021·宿迁高一检测）下表所列各组物质中，物质之间按箭头方向不能通过一步反应实现如图所示转化关系的是（     ）。

9．甲、乙、丙、丁分别是Na2CO3、AgNO3、BaCl2、盐酸四种无色溶液中的一种，它们两两反应后的现象如下：甲+乙沉淀；甲+丙沉淀；乙+丙沉淀；丙+丁沉淀；乙+丁无色无味气体。则甲、乙、丙、丁四种溶液依次是（     ）。

    A．BaCl2、Na2CO3、AgNO3、盐酸

    B．BaCl2、Na2CO3、盐酸、AgNO3

    C．Na2CO3、盐酸、AgNO3、BaCl2

    D．AgNO3、盐酸、BaCl2、Na2CO3

10．（2021·乌鲁木齐高一检测）某白色粉末由两种物质组成，进行如下实验：①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解，再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为（     ）。

    A．NaHCO3、Al（OH）3    B．AgCl、NaHCO3

    C．Na2CO3、BaCO3         D．Na2CO3、CuCO3

11．（2020·北京昌平区高一检测）有五种等浓度溶液①Na2CO3、②BaCl2、③AgNO3、④NaOH、⑤X五种溶液（X为某未知溶液），将部分溶液两两混合，现象如下表所示：

（1）将表格补充完整：

a．______________________________；

b．______________________________；

c．______________________________。

（2）预测②与④不能发生反应，预测依据是____________________________。

（3）猜测⑤是H2SO4，因此在实验iii的基础上增加实验iv，证明了猜测。实验iv的操作及现象是（所需试剂任选）____________________________________________。表格中d为___________________________________。

12．（2020·呼和浩特高一检测）为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵（不稳定，受热易分解生成氨气、二氧化碳和水）的氯化钠提纯，某同学设计的实验流程如图：

试回答下列问题：

（1）操作①的目的是_______。操作②能否用硝酸钡溶液？________（填“能”或“否”）。

（2）进行操作②后，如何判断SO42－已除尽，方法是_______。

（3）写出操作③有关的化学反应方程式___________________________。操作④的名称是_______。

（4）此设计方案是否严密，说明理由________。

（5）原固体样品中含NaClm1g，最后得到的NaCl固体m2g，则m1_______m2（填“＞”、“＜”或“＝”）。