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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化学案及答案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 物质的分类及转化学案及答案，文件包含第01讲11物质的分类教师版-2024年高中化学同步精品讲义必修一docx、第01讲11物质的分类学生版-2024年高中化学同步精品讲义必修一docx等2份学案配套教学资源，其中学案共23页， 欢迎下载使用。
02
预习导学
自主梳理
一．根据物质的组成和性质分类
1．根据物质的组成分类
（1）同素异形体：由_______元素形成的几种性质_______的______，叫做这种元素的同素异形体。常见的实例：碳元素——金刚石、石墨和_____等；氧元素——氧气和______；磷元素——白磷和红磷等。
（2）常见的分类法
化学中常见的分类方法有_____________和交叉分类法。
2．根据物质的性质分类
能与碱反应生成盐水的氧化物，称为___________，如______、______；能与酸反应生成盐水的氧化物，称为___________，如______、______。
二、分散系及其分类
1．分散系
一种（或多种）物质以______形式分散到另一种（或多种）物质中所形成的________，叫分散系；分散系中________成粒子的物质叫分散质，另一种物质叫分散剂。如溶液来说，________是分散质，________是分散剂。
2．胶体
根据分散质粒子的_________对分散系进行分类。分散质粒子的直径小于________的溶液，大于_________的是乳浊液或悬浊液，分散质粒子的直径为_________________的分散系是胶体。
一、1．同一种 不同 单质 C60 臭氧 树状分类法 2．酸性氧化物 CO2 SO3 碱性氧化物 CaO Fe2O3
二、1．粒子 混合物 被分散 溶质 溶剂 2．直径大小 1 nm 100 nm 1～100 nm
预习检测
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H2OB．CO2和CO
C．O2和O3D．Fe2＋和Fe3＋
【答案】C
【解析】同素异形体是同种元素形成的不同单质，据此分析。
A项，H2O2和H2O是两种不同的化合物，不是同素异形体，错误；B项，CO2和CO是两种不同的化合物，不是同素异形体，错误；C项，O2和O3是氧元素形成的两种单质，互为同分异构体，正确；D项，Fe2＋和Fe3＋是两种不同的离子，不是同素异形体，错误。
2．（2022年北京市第四中学期中）2001年5月化学家Krt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
【答案】A
【解析】A项，金刚石、石墨、C60都是碳单质都是由碳元素组成的单质，正确；B项，同素异形体指的是单质，而Na2O和Na2O2是化合物，错误；C项，白磷和红磷是由磷元素组成的两种结构、性质不同的单质，错误；C项，石墨与C60是碳元素形成的两种单质，由石墨制备制备C60是化学变化，错误。
3．（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．CO2B．COC．SO2D．SO3
【答案】B
【解析】A项，CO2能够与碱反应产生盐和水，属于酸性氧化物，不符合题意；B项，CO不能与酸、碱发生反应，属于不成盐氧化物，符合题意；C项，SO2能够与碱反应产生盐和水，属于酸性氧化物，不符合题意；D项，SO3能够与碱反应产生盐和水，属于酸性氧化物，不符合题意。
4．（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
【答案】C
【解析】KCl溶液、蔗糖溶液、NaOH溶液均为溶液，不能观察到丁达尔效应。Fe(OH)3胶体属于胶体，因而具有丁达尔效应。答案选C项。
5．（2023年河北省唐山市十县一中联盟上学期期中）朱自清在《荷塘月色》中描绘了月光穿过薄雾形成缕缕光束美景。这种美景主要源于
A．丁达尔效应B．分子的扩散
C．空气的对流D．荷叶上露珠的反光
【答案】A
【解析】森林中空气含有大量的水蒸气，形成气溶胶，当有光照射时，从树叶中间透过光束就会在胶体中形成一条光亮的通路，这个现象为丁达尔效应。故选A项。
6．（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FeCl3
D．胶体在一定条件下能稳定存在
【答案】C
【解析】A项，“钴酞菁”分子(直径为1.3×10－9 m)的微粒直径属于胶体分散系范围内，属于胶体分散系，溶液中分散质直径小于1 nm，所以“钴酞菁”分子的直径比Na＋大，正确；B项，丁达尔效应是胶体所特有的性质，所以丁达尔现象可以用来区别胶体和溶液，且为物理方法，正确；C项，胶体、溶液中分散质粒子直径小于滤纸孔径，二者都能透过滤纸，达不到提纯的目的，不正确；D项，胶体在一定条件下也能稳定存在，属介稳体系，正确。
探究提升
►环节一 物质分类的依据及方法
情境材料
1．厨房中有下列用品：
2．燃料电池是一种化学电池，具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如，氢氧燃料电池在工作时，从负极连续通入①(H2)，从正极连续通入②(O2)，二者在电池内部[含有③(H2SO4)或④(KOH)的溶液]发生反应生成⑤(H2O)，同时产生电能。⑥(CH4)等也可以作为燃料电池的燃料。目前已研制成功⑦(Al)—⑧(空气)燃料电池，它可以代替⑨(汽油)为汽车提供动力，也可以用作照明电源等。
问题探究1
（1）材料1中某同学将食盐、小苏打、纯碱划分为一类。该同学的分类依据为_______(填字母)
A．酸类B．盐类C．碱类D．氧化物
（2）材料2中标有序号的物质中，属于混合物的是__________(填序号，下同)；属于氧化物的是__________；属于酸的是__________；属于碱的是__________；属于有机物的是__________。
（1）B （2）⑧⑨ ⑤ ③ ④ ⑥
要点归纳
一、物质的分类
1．同素异形体
2．物质的分类方法
（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)。
典例精讲
【例1】（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
【答案】B
【解析】A项，冰水混合物实际上是物质为水，为纯净物而不是混合物，不符合题意；B项，氯气是单质、小苏打是化合物、纯净的空气是N2、O2等气体的混合物，符合题意；C项，五水合硫酸铜是纯净物而不是混合物，不符合题意；D项，酒精是纯净物不是混合物，错误。
【例2】下列关于物质分类的正确组合是
【答案】B
【解析】A项，Na2CO3属于盐，不是碱，错误；B项，NaOH为碱，HCl为酸，Na2S为盐，Na2O为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，正确；C项，Al2O3为两性氧化物，错误；D项，CO不是酸性氧化物，错误。
【例3】（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
【答案】D
【解析】A项，Mn2O7是酸性氧化物，错误；B项，胆矾是纯净物，错误；C项，NaHSO4是盐类物质，属于酸式盐，错误；D项，NaOH、KOH、NH3·H2O都属于碱类物质，正确。
►环节二 胶体的性质与应用
情境材料
《本草纲目》中记载了豆腐的造法：“水浸碎，滤去滓，煎成，以盐卤汁或山矾叶或酸浆、醋淀就釜收之。又有入缸内，以石膏末收者”。
问题探究2
（1）豆浆中的分散质微粒直径的范围主要是多少？
（2）是否能采用过滤操作对胶体进行提纯？
（1）1～100 nm （2）胶体粒子可用过滤纸，因此不能用过滤操作对胶体提纯。
要点归纳
1．分散系及其分类
（1）分散系
（2）几种液体分散系的比较
（3）Fe(OH)3胶体的制备
（4）性质与应用
（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。
典例精讲
【例4】（2022年福建省福州市期末）下列关于胶体叙述错误的是
A．胶体属于混合物B．明矾净水与胶体性质有关
C．胶体分散质粒子的直径大于浊液D．实验室中可用丁达尔效应区分胶体和溶液
【答案】C
【解析】A项，胶体是分散质和分散剂组成的分散系，属于混合物，正确；B项，明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有较大的表面积，可用来净水，正确；C项，胶体的分散质粒子直径大小为1 nm～100 nm，浊液的分散质粒子直径大小大于100 nm，前者小，错误；D项，胶体能产生丁达尔效应，溶液没有此性质，所以可用丁达尔效应区分胶体与溶液，正确。
【例5】在纳米材料备受重视的今天，胶体化学对纳米材料的制备有着举足轻重的意义。图是Fe(OH)3胶体的制备实验示意图，相关表述不合理的是
A．可利用丁达尔效应区别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
B．Fe(OH)3胶粒直径在1～100 nm范围
C．由图可知制备胶体的离子方程式Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3(胶体)
D．观察到液体由黄色变为红褐色
【答案】C
【解析】A项，丁达尔效应可以区分胶体和溶液，正确；B项，胶粒的分散质粒子直径在1～100 nm范围，正确；C项，制备胶体的离子方程式Fe3＋＋3H2Oeq \(====,\s\up6(Δ))Fe(OH)3(胶体)＋3H＋，错误；D项，溶液由黄色变为红褐色，立即停止加热即可制得氢氧化铁胶体，正确。
04
课堂总结
一、常见物质的分类方法
1、树状分类法:对同类事物按照某种属性进行分类的方法
2、交叉分类法:对同一事物按照不同的标准进行分类
二、胶体的性质
0503
强化训练
1．（2022·北京昌平期末）下列物质中属于碱性氧化物的是
A．SO2B．KOHC．FeOD．NaCl
【答案】C
【解析】A项，SO2能和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，SO2是酸性氧化物，不符合题意；B项，KOH由K＋和OH－构成，KOH属于碱，不符合题意；C项，FeO能和盐酸反应生成氯化亚铁和水，FeO属于碱性氧化物，符合题意；D项，NaCl由Na＋和酸根Cl－构成，NaCl属于盐，不符合题意。
2．（2023年北京丰台区期中）下列关于物质分类的叙述中，不正确的是
A．NH3属于盐B．HNO3属于酸
C．SO2属于氧化物D．KOH属于碱
【答案】A
【解析】A项，NH3不能电离出金属阳离子和酸根离子，NH3不属于盐，错误；B项，HNO3电离出的阳离子全是氢离子，所以HNO3属于酸，正确；C项，SO2由硫和氧两种元素组成，所以SO2属于氧化物，正确；D项，KOH电离出的阴离子全是氢氧根离子，所以KOH属于碱，正确。
3．（2023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
【答案】C
【解析】青蒿素的化学式为C15H22O5，它由C、H、O三种元素组成，具有固定的组成，属于化合物，且为有机化合物，故选C项。
4．（2023年江苏省海门中学期中）下列各种直径的分散质粒子属于胶体的是
A．0.01 nmB．1×10－6 mC．1×10－8 mD．1×10－10 m
【答案】C
【解析】依据分散质粒子直径的大小把分散系划分为溶液、胶体和浊液，分散质粒子直径在10－9 m～10－7 m之间的分散系属于胶体，则分散质粒子直径为1×10－8 m的分散系属于胶体，故选C项。
5．（2023年江苏省苏州市期中）胶体在自然界普遍存在，下列事实与胶体无关是
A．将某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成有色玻璃
B．光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，会看到一道道光柱
C．将纳米二氧化硅颗粒(直径1～100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系
D．植物油与水混合，充分振荡后可形成油水混合物
【答案】D
【解析】A项，有色玻璃是固溶胶，不符合题意；B项，光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，会看到一道道光柱是丁达尔效应，不符合题意；C项，纳米二氧化硅颗粒(直径1∼100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系属于胶体，不符合题意；D项，植物油与水混合，充分振荡后可形成油水混合物属于乳浊液，符合题意。
6．（2022年贵州省毕节市第一次联考）下列关于胶体的说法正确的是
A．胶体的分散质粒子直径大小为1 nm～100 nm
B．胶体的分散剂不可能为固体
C．丁达尔效应的产生是因为胶体粒子会发光
D．胶体的分散质粒子的直径小于溶液的分散质粒子的直径
【答案】A
【解析】A项，胶体粒子的直径在1 nm～100 nm间，正确；B项，分散剂可以是气态、液态、固态，固态做分散剂的胶体称为固溶胶，错误；C项，丁达尔效应是由于光的散射造成的，不是胶粒发光，错误；D项，分散质粒子直径大小为：溶液小于1 nm、胶体1 nm～100 nm，胶体的粒径大于溶液，错误。
7．（2022年贵州省毕节市第一次联考）根据物质的组成及其性质进行分类是进行化学研究的基础，下列有关分类的描述正确的
A．根据能否发生丁达尔效应，将分散系分为溶液，胶体和乳浊液
B．根据是否含金属元素，将氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物
C．根据分散质的种类，将胶体分为气溶胶，液溶胶和固溶胶
D．根据组成元素的种类，将纯净物分为单质和化合物
【答案】D
【解析】A项，分散系中分散质粒子直径大小将分散系分为溶液、胶体和浊液，而不是根据能否有丁达尔效应，错误；B项，部分含有金属元素的氧化物是酸性氧化物，如Mn2O7，错误；C项，分散剂有气、液、固态三种状态，是根据分散剂的状态，将胶体分为气溶胶，液溶胶和固溶胶，错误；D项，含一种元素的纯净物为单质，含两种或以上元素的纯净物为化合物，则根据纯净物的元素组成，将纯净物分为单质和化合物，正确。
8．（2022·北京汇文中学期末）下列关于物质分类的正确组合是
【答案】B
【解析】A项，Na2CO3属于盐，不是碱，错误；B项，NaOH为碱，HCl为酸，Na2S为盐，Na2O为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，正确；C项，Al2O3为两性氧化物，错误；D项，CO不是酸性氧化物，错误。
9．（2023年北京丰台区期中）下列关于FeCl3稀溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3悬浊液的说法，不正确的是
A．这三种物质均属于混合物
B．这三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同
C．鉴别FeCl3稀溶液和Fe(OH)3胶体的常用方法是丁达尔现象
D．分别对三种物质进行过滤操作，只有FeCl3溶液中的分散质粒子才能穿过滤纸
【答案】D
【解析】胶体是分散质粒子大小在1 nm～100 nm的分散系；溶液是分散质粒子大小于1 nm的分散系；浊液是分散质粒子大于100 nm的分散系；光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应；
A项，这三种物质均为分散系，属于混合物，正确；B项，三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同，正确；C项，光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应，正确；D项，胶体和溶液均可以穿过滤纸，错误。
10．（2022年北京西域期末）实验小组探究Fe(OH)3胶体的制备方法及其性质。
（1）制备Fe(OH)3胶体
①实验1，生成Fe(OH)3胶体和___________(填化学式)。
②实验2与实验1对比，优点是_________________________________________(写出1条即可)。
③综合上述实验：制备Fe(OH)3胶体提供OH－的物质可以是H2O或___________，控制反应条件即可制得。
（2）Fe(OH)3胶体的性质
资料：
Ⅰ．pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解。
Ⅱ．固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
Ⅲ．Fe3＋检验：若待测液中加入KSCN溶液，溶液变红色，则说明待测液中含有Fe3＋。
实验4 取5 mL实验3得到的液体于蒸发皿中，继续加热，待蒸发皿中液体变为粘稠状，罩上漏斗，可观察到漏斗内出现棕褐色的烟，且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热，蒸发皿中最终得到红棕色固体Fe2O3。
①根据资料，推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有___________(填化学式)。
②检验蒸发皿中红棕色固体中阳离子的方案：取少量红棕色固体溶于稀盐酸中，_____________________________________。
研究表明：Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸，砷酸浓度较低时以吸附为主，砷酸浓度较高时以反应为主。
③不同pH时，测得溶液中Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3～9时，Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率高，pH较高时，吸附效率降低的原因是________________________________。
④去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀，化学方程式是____________________________________________。
【答案】（1）①HCl ②不需加热，FeCl3溶液浓度小 ③NaOH （2）①FeCl3 ②滴加KSCN溶液，溶液变红，则固体中含有Fe3＋ ③pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解 ④Fe(OH)3(胶体)＋H3AsO4＝FeAsO4↓＋3H2O
【解析】本实验通过三种不同的方式制备氢氧化铁胶体，从而比较三种不同方式的优劣，之后验证氢氧化铁胶体的性质。
（1）①向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液，FeCl3与H2O反应生成氢氧化铁胶体和HCl；②根据实验1和实验2的对比可知，实验2的优点是不需加热，FeCl3溶液浓度小；③通过实验1和实验2可知，制备Fe(OH)3胶体提供OH－的物质可以是H2O或NaOH；（2）①根据资料可知固体FeCl3易升华，所以推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有FeCl3；②红棕色固体中阳离子是Fe3＋，所以验证方法为取少量红棕色固体溶于稀盐酸中，滴加KSCN溶液，溶液变红，则固体中含有Fe3＋；③根据图像以及资料可知，pH较高时，吸附效率降低的原因是pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解；④由资料可知，以及原子守恒，Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀和水，化学方程式是Fe(OH)3(胶体)＋H3AsO4＝FeAsO4↓＋3H2O1．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．认识比较、分类等方法对化学研究的作用。
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
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。
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＋3H2O
Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CuO
SO2
B
NaOH
HCl
Na2S
Na2O
SiO2
C
Ba(OH)2
CH3COOH
NaHSO4
Al2O3
SO3
D
KOH
HNO3
NaCl
CaO
CO
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
实验操作
实验现象
烧杯中液体呈红褐色
制备原理
FeCl3＋3H2Oeq \(====,\s\up6(Δ))Fe(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)
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
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CuO
SO2
B
NaOH
HCl
Na2S
Na2O
SiO2
C
Ba(OH)2
CH3COOH
NaHSO4
Al2O3
SO3
D
KOH
HNO3
NaCl
CaO
CO
实验
实验操作
丁达尔效应
1
向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%)
迅速出现
2
向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%FeCl3溶液，然后滴入1滴10%NaOH溶液，边滴边搅拌
迅速出现
3
加热40 mL饱和FeCl3溶液
一段时间后出现
02
预习导学
自主梳理
一．根据物质的组成和性质分类
1．根据物质的组成分类
（1）同素异形体：由_______元素形成的几种性质_______的______，叫做这种元素的同素异形体。常见的实例：碳元素——金刚石、石墨和_____等；氧元素——氧气和______；磷元素——白磷和红磷等。
（2）常见的分类法
化学中常见的分类方法有_____________和交叉分类法。
2．根据物质的性质分类
能与碱反应生成盐水的氧化物，称为___________，如______、______；能与酸反应生成盐水的氧化物，称为___________，如______、______。
二、分散系及其分类
1．分散系
一种（或多种）物质以______形式分散到另一种（或多种）物质中所形成的________，叫分散系；分散系中________成粒子的物质叫分散质，另一种物质叫分散剂。如溶液来说，________是分散质，________是分散剂。
2．胶体
根据分散质粒子的_________对分散系进行分类。分散质粒子的直径小于________的溶液，大于_________的是乳浊液或悬浊液，分散质粒子的直径为_________________的分散系是胶体。
一、1．同一种 不同 单质 C60 臭氧 树状分类法 2．酸性氧化物 CO2 SO3 碱性氧化物 CaO Fe2O3
二、1．粒子 混合物 被分散 溶质 溶剂 2．直径大小 1 nm 100 nm 1～100 nm
预习检测
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H2OB．CO2和CO
C．O2和O3D．Fe2＋和Fe3＋
【答案】C
【解析】同素异形体是同种元素形成的不同单质，据此分析。
A项，H2O2和H2O是两种不同的化合物，不是同素异形体，错误；B项，CO2和CO是两种不同的化合物，不是同素异形体，错误；C项，O2和O3是氧元素形成的两种单质，互为同分异构体，正确；D项，Fe2＋和Fe3＋是两种不同的离子，不是同素异形体，错误。
2．（2022年北京市第四中学期中）2001年5月化学家Krt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
【答案】A
【解析】A项，金刚石、石墨、C60都是碳单质都是由碳元素组成的单质，正确；B项，同素异形体指的是单质，而Na2O和Na2O2是化合物，错误；C项，白磷和红磷是由磷元素组成的两种结构、性质不同的单质，错误；C项，石墨与C60是碳元素形成的两种单质，由石墨制备制备C60是化学变化，错误。
3．（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．CO2B．COC．SO2D．SO3
【答案】B
【解析】A项，CO2能够与碱反应产生盐和水，属于酸性氧化物，不符合题意；B项，CO不能与酸、碱发生反应，属于不成盐氧化物，符合题意；C项，SO2能够与碱反应产生盐和水，属于酸性氧化物，不符合题意；D项，SO3能够与碱反应产生盐和水，属于酸性氧化物，不符合题意。
4．（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
【答案】C
【解析】KCl溶液、蔗糖溶液、NaOH溶液均为溶液，不能观察到丁达尔效应。Fe(OH)3胶体属于胶体，因而具有丁达尔效应。答案选C项。
5．（2023年河北省唐山市十县一中联盟上学期期中）朱自清在《荷塘月色》中描绘了月光穿过薄雾形成缕缕光束美景。这种美景主要源于
A．丁达尔效应B．分子的扩散
C．空气的对流D．荷叶上露珠的反光
【答案】A
【解析】森林中空气含有大量的水蒸气，形成气溶胶，当有光照射时，从树叶中间透过光束就会在胶体中形成一条光亮的通路，这个现象为丁达尔效应。故选A项。
6．（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FeCl3
D．胶体在一定条件下能稳定存在
【答案】C
【解析】A项，“钴酞菁”分子(直径为1.3×10－9 m)的微粒直径属于胶体分散系范围内，属于胶体分散系，溶液中分散质直径小于1 nm，所以“钴酞菁”分子的直径比Na＋大，正确；B项，丁达尔效应是胶体所特有的性质，所以丁达尔现象可以用来区别胶体和溶液，且为物理方法，正确；C项，胶体、溶液中分散质粒子直径小于滤纸孔径，二者都能透过滤纸，达不到提纯的目的，不正确；D项，胶体在一定条件下也能稳定存在，属介稳体系，正确。
探究提升
►环节一 物质分类的依据及方法
情境材料
1．厨房中有下列用品：
2．燃料电池是一种化学电池，具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如，氢氧燃料电池在工作时，从负极连续通入①(H2)，从正极连续通入②(O2)，二者在电池内部[含有③(H2SO4)或④(KOH)的溶液]发生反应生成⑤(H2O)，同时产生电能。⑥(CH4)等也可以作为燃料电池的燃料。目前已研制成功⑦(Al)—⑧(空气)燃料电池，它可以代替⑨(汽油)为汽车提供动力，也可以用作照明电源等。
问题探究1
（1）材料1中某同学将食盐、小苏打、纯碱划分为一类。该同学的分类依据为_______(填字母)
A．酸类B．盐类C．碱类D．氧化物
（2）材料2中标有序号的物质中，属于混合物的是__________(填序号，下同)；属于氧化物的是__________；属于酸的是__________；属于碱的是__________；属于有机物的是__________。
（1）B （2）⑧⑨ ⑤ ③ ④ ⑥
要点归纳
一、物质的分类
1．同素异形体
2．物质的分类方法
（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)。
典例精讲
【例1】（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
【答案】B
【解析】A项，冰水混合物实际上是物质为水，为纯净物而不是混合物，不符合题意；B项，氯气是单质、小苏打是化合物、纯净的空气是N2、O2等气体的混合物，符合题意；C项，五水合硫酸铜是纯净物而不是混合物，不符合题意；D项，酒精是纯净物不是混合物，错误。
【例2】下列关于物质分类的正确组合是
【答案】B
【解析】A项，Na2CO3属于盐，不是碱，错误；B项，NaOH为碱，HCl为酸，Na2S为盐，Na2O为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，正确；C项，Al2O3为两性氧化物，错误；D项，CO不是酸性氧化物，错误。
【例3】（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
【答案】D
【解析】A项，Mn2O7是酸性氧化物，错误；B项，胆矾是纯净物，错误；C项，NaHSO4是盐类物质，属于酸式盐，错误；D项，NaOH、KOH、NH3·H2O都属于碱类物质，正确。
►环节二 胶体的性质与应用
情境材料
《本草纲目》中记载了豆腐的造法：“水浸碎，滤去滓，煎成，以盐卤汁或山矾叶或酸浆、醋淀就釜收之。又有入缸内，以石膏末收者”。
问题探究2
（1）豆浆中的分散质微粒直径的范围主要是多少？
（2）是否能采用过滤操作对胶体进行提纯？
（1）1～100 nm （2）胶体粒子可用过滤纸，因此不能用过滤操作对胶体提纯。
要点归纳
1．分散系及其分类
（1）分散系
（2）几种液体分散系的比较
（3）Fe(OH)3胶体的制备
（4）性质与应用
（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。
典例精讲
【例4】（2022年福建省福州市期末）下列关于胶体叙述错误的是
A．胶体属于混合物B．明矾净水与胶体性质有关
C．胶体分散质粒子的直径大于浊液D．实验室中可用丁达尔效应区分胶体和溶液
【答案】C
【解析】A项，胶体是分散质和分散剂组成的分散系，属于混合物，正确；B项，明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有较大的表面积，可用来净水，正确；C项，胶体的分散质粒子直径大小为1 nm～100 nm，浊液的分散质粒子直径大小大于100 nm，前者小，错误；D项，胶体能产生丁达尔效应，溶液没有此性质，所以可用丁达尔效应区分胶体与溶液，正确。
【例5】在纳米材料备受重视的今天，胶体化学对纳米材料的制备有着举足轻重的意义。图是Fe(OH)3胶体的制备实验示意图，相关表述不合理的是
A．可利用丁达尔效应区别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
B．Fe(OH)3胶粒直径在1～100 nm范围
C．由图可知制备胶体的离子方程式Fe3＋＋3OH－＝Fe(OH)3(胶体)
D．观察到液体由黄色变为红褐色
【答案】C
【解析】A项，丁达尔效应可以区分胶体和溶液，正确；B项，胶粒的分散质粒子直径在1～100 nm范围，正确；C项，制备胶体的离子方程式Fe3＋＋3H2Oeq \(====,\s\up6(Δ))Fe(OH)3(胶体)＋3H＋，错误；D项，溶液由黄色变为红褐色，立即停止加热即可制得氢氧化铁胶体，正确。
04
课堂总结
一、常见物质的分类方法
1、树状分类法:对同类事物按照某种属性进行分类的方法
2、交叉分类法:对同一事物按照不同的标准进行分类
二、胶体的性质
0503
强化训练
1．（2022·北京昌平期末）下列物质中属于碱性氧化物的是
A．SO2B．KOHC．FeOD．NaCl
【答案】C
【解析】A项，SO2能和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，SO2是酸性氧化物，不符合题意；B项，KOH由K＋和OH－构成，KOH属于碱，不符合题意；C项，FeO能和盐酸反应生成氯化亚铁和水，FeO属于碱性氧化物，符合题意；D项，NaCl由Na＋和酸根Cl－构成，NaCl属于盐，不符合题意。
2．（2023年北京丰台区期中）下列关于物质分类的叙述中，不正确的是
A．NH3属于盐B．HNO3属于酸
C．SO2属于氧化物D．KOH属于碱
【答案】A
【解析】A项，NH3不能电离出金属阳离子和酸根离子，NH3不属于盐，错误；B项，HNO3电离出的阳离子全是氢离子，所以HNO3属于酸，正确；C项，SO2由硫和氧两种元素组成，所以SO2属于氧化物，正确；D项，KOH电离出的阴离子全是氢氧根离子，所以KOH属于碱，正确。
3．（2023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
【答案】C
【解析】青蒿素的化学式为C15H22O5，它由C、H、O三种元素组成，具有固定的组成，属于化合物，且为有机化合物，故选C项。
4．（2023年江苏省海门中学期中）下列各种直径的分散质粒子属于胶体的是
A．0.01 nmB．1×10－6 mC．1×10－8 mD．1×10－10 m
【答案】C
【解析】依据分散质粒子直径的大小把分散系划分为溶液、胶体和浊液，分散质粒子直径在10－9 m～10－7 m之间的分散系属于胶体，则分散质粒子直径为1×10－8 m的分散系属于胶体，故选C项。
5．（2023年江苏省苏州市期中）胶体在自然界普遍存在，下列事实与胶体无关是
A．将某些胶态金属氧化物分散于玻璃中制成有色玻璃
B．光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，会看到一道道光柱
C．将纳米二氧化硅颗粒(直径1～100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系
D．植物油与水混合，充分振荡后可形成油水混合物
【答案】D
【解析】A项，有色玻璃是固溶胶，不符合题意；B项，光线透过树叶间的缝隙射入密林中时，会看到一道道光柱是丁达尔效应，不符合题意；C项，纳米二氧化硅颗粒(直径1∼100 nm)均匀分散到树脂中形成的分散系属于胶体，不符合题意；D项，植物油与水混合，充分振荡后可形成油水混合物属于乳浊液，符合题意。
6．（2022年贵州省毕节市第一次联考）下列关于胶体的说法正确的是
A．胶体的分散质粒子直径大小为1 nm～100 nm
B．胶体的分散剂不可能为固体
C．丁达尔效应的产生是因为胶体粒子会发光
D．胶体的分散质粒子的直径小于溶液的分散质粒子的直径
【答案】A
【解析】A项，胶体粒子的直径在1 nm～100 nm间，正确；B项，分散剂可以是气态、液态、固态，固态做分散剂的胶体称为固溶胶，错误；C项，丁达尔效应是由于光的散射造成的，不是胶粒发光，错误；D项，分散质粒子直径大小为：溶液小于1 nm、胶体1 nm～100 nm，胶体的粒径大于溶液，错误。
7．（2022年贵州省毕节市第一次联考）根据物质的组成及其性质进行分类是进行化学研究的基础，下列有关分类的描述正确的
A．根据能否发生丁达尔效应，将分散系分为溶液，胶体和乳浊液
B．根据是否含金属元素，将氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物
C．根据分散质的种类，将胶体分为气溶胶，液溶胶和固溶胶
D．根据组成元素的种类，将纯净物分为单质和化合物
【答案】D
【解析】A项，分散系中分散质粒子直径大小将分散系分为溶液、胶体和浊液，而不是根据能否有丁达尔效应，错误；B项，部分含有金属元素的氧化物是酸性氧化物，如Mn2O7，错误；C项，分散剂有气、液、固态三种状态，是根据分散剂的状态，将胶体分为气溶胶，液溶胶和固溶胶，错误；D项，含一种元素的纯净物为单质，含两种或以上元素的纯净物为化合物，则根据纯净物的元素组成，将纯净物分为单质和化合物，正确。
8．（2022·北京汇文中学期末）下列关于物质分类的正确组合是
【答案】B
【解析】A项，Na2CO3属于盐，不是碱，错误；B项，NaOH为碱，HCl为酸，Na2S为盐，Na2O为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，正确；C项，Al2O3为两性氧化物，错误；D项，CO不是酸性氧化物，错误。
9．（2023年北京丰台区期中）下列关于FeCl3稀溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3悬浊液的说法，不正确的是
A．这三种物质均属于混合物
B．这三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同
C．鉴别FeCl3稀溶液和Fe(OH)3胶体的常用方法是丁达尔现象
D．分别对三种物质进行过滤操作，只有FeCl3溶液中的分散质粒子才能穿过滤纸
【答案】D
【解析】胶体是分散质粒子大小在1 nm～100 nm的分散系；溶液是分散质粒子大小于1 nm的分散系；浊液是分散质粒子大于100 nm的分散系；光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应；
A项，这三种物质均为分散系，属于混合物，正确；B项，三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同，正确；C项，光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应，正确；D项，胶体和溶液均可以穿过滤纸，错误。
10．（2022年北京西域期末）实验小组探究Fe(OH)3胶体的制备方法及其性质。
（1）制备Fe(OH)3胶体
①实验1，生成Fe(OH)3胶体和___________(填化学式)。
②实验2与实验1对比，优点是_________________________________________(写出1条即可)。
③综合上述实验：制备Fe(OH)3胶体提供OH－的物质可以是H2O或___________，控制反应条件即可制得。
（2）Fe(OH)3胶体的性质
资料：
Ⅰ．pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解。
Ⅱ．固体FeCl3易升华(物质从固态不经过液态直接变成气态的过程)。
Ⅲ．Fe3＋检验：若待测液中加入KSCN溶液，溶液变红色，则说明待测液中含有Fe3＋。
实验4 取5 mL实验3得到的液体于蒸发皿中，继续加热，待蒸发皿中液体变为粘稠状，罩上漏斗，可观察到漏斗内出现棕褐色的烟，且有棕褐色固体附着在漏斗的内壁上。继续加热，蒸发皿中最终得到红棕色固体Fe2O3。
①根据资料，推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有___________(填化学式)。
②检验蒸发皿中红棕色固体中阳离子的方案：取少量红棕色固体溶于稀盐酸中，_____________________________________。
研究表明：Fe(OH)3胶体可净化水中的砷酸，砷酸浓度较低时以吸附为主，砷酸浓度较高时以反应为主。
③不同pH时，测得溶液中Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率如图。pH为3～9时，Fe(OH)3胶体对砷酸的吸附效率高，pH较高时，吸附效率降低的原因是________________________________。
④去除水中高浓度砷酸的原理是Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀，化学方程式是____________________________________________。
【答案】（1）①HCl ②不需加热，FeCl3溶液浓度小 ③NaOH （2）①FeCl3 ②滴加KSCN溶液，溶液变红，则固体中含有Fe3＋ ③pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解 ④Fe(OH)3(胶体)＋H3AsO4＝FeAsO4↓＋3H2O
【解析】本实验通过三种不同的方式制备氢氧化铁胶体，从而比较三种不同方式的优劣，之后验证氢氧化铁胶体的性质。
（1）①向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液，FeCl3与H2O反应生成氢氧化铁胶体和HCl；②根据实验1和实验2的对比可知，实验2的优点是不需加热，FeCl3溶液浓度小；③通过实验1和实验2可知，制备Fe(OH)3胶体提供OH－的物质可以是H2O或NaOH；（2）①根据资料可知固体FeCl3易升华，所以推测漏斗内棕褐色的烟中主要含有FeCl3；②红棕色固体中阳离子是Fe3＋，所以验证方法为取少量红棕色固体溶于稀盐酸中，滴加KSCN溶液，溶液变红，则固体中含有Fe3＋；③根据图像以及资料可知，pH较高时，吸附效率降低的原因是pH＞10时，Fe(OH)3胶体溶解；④由资料可知，以及原子守恒，Fe(OH)3胶体与砷酸反应生成砷酸铁(FeAsO4)沉淀和水，化学方程式是Fe(OH)3(胶体)＋H3AsO4＝FeAsO4↓＋3H2O1．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．认识比较、分类等方法对化学研究的作用。
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
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。
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＋3H2O
Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CuO
SO2
B
NaOH
HCl
Na2S
Na2O
SiO2
C
Ba(OH)2
CH3COOH
NaHSO4
Al2O3
SO3
D
KOH
HNO3
NaCl
CaO
CO
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
实验操作
实验现象
烧杯中液体呈红褐色
制备原理
FeCl3＋3H2Oeq \(====,\s\up6(Δ))Fe(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)
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
分类
组合
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CuO
SO2
B
NaOH
HCl
Na2S
Na2O
SiO2
C
Ba(OH)2
CH3COOH
NaHSO4
Al2O3
SO3
D
KOH
HNO3
NaCl
CaO
CO
实验
实验操作
丁达尔效应
1
向40 mL沸腾的蒸馏水中滴入5滴饱和FeCl3溶液(浓度约为30%)
迅速出现
2
向40 mL蒸馏水中滴入5滴10%FeCl3溶液，然后滴入1滴10%NaOH溶液，边滴边搅拌
迅速出现
3
加热40 mL饱和FeCl3溶液
一段时间后出现
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