第03讲　物质的组成、性质及分类化学与STSE、传统文化（讲义）（解析版） 练习题

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第3讲　物质的组成、性质及分类化学与STSE、传统文化
（一）依据“标准”对物质进行分类（树状分类法）

(二)交叉分类法的应用示例

（三）同素异形体
(1)概念：同种元素形成的不同单质叫同素异形体。
(2)形成方式
①原子个数不同，如O2和O3；
②原子排列方式不同，如金刚石和石墨。
(3)性质差异
物理性质差别较大，同素异形体之间的转化属于化学变化。
特别强调：
1）误认为由相同元素组成的物质一定是纯净物。
若某物质是由一种元素组成的不同单质混合而成,如O2、O3组成的混合气体就是混合物,由12C和14C组成的石墨则是纯净物。
2）误认为溶液呈酸性的物质一定是酸,溶液呈碱性的物质一定是碱。
NaHSO4、CuSO4、NH4Cl溶液呈酸性,Na2CO3、NaHCO3溶液呈碱性,但这些物质均属于盐。
3）误认为金属氧化物、非金属氧化物分别与碱性氧化物、酸性氧化物相对应。
金属氧化物不一定是碱性氧化物,但碱性氧化物一定是金属氧化物。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。
4）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和CH4)、高炉煤气、石油气、裂解气。
5）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、胶体。
6）固体混合物：大理石、碱石灰、漂白粉、高分子化合物、玻璃、水泥、合金、铝热剂。
课堂检测01
1.下列物质中一定属于纯净物的一组是(　　)
①冰水混合物　②爆鸣气　③铝热剂　④普通玻璃
⑤水玻璃　⑥漂白粉　⑦二甲苯　⑧TNT　⑨溴苯
⑩C5H12　⑪含氧40%的氧化镁　⑫花生油　⑬福尔马林
⑭密封保存的NO2气体
A.①⑧⑨⑪ B.②③④⑥
C.⑦⑩⑫⑬⑭ D.①④⑧⑨⑪⑫
答案：A
【解析】①冰水混合物的成分为水，为纯净物；②爆鸣气是氢气和氧气的混合物；③铝热剂是铝和金属氧化物的混合物；④普通玻璃是硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅的混合物；⑤水玻璃是硅酸钠的水溶液，属于混合物；⑥漂白粉是氯化钙、次氯酸钙的混合物；⑦二甲苯不一定是纯净物，可能是邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯的混合物；⑧TNT 是三硝基甲苯的俗称，属于纯净物；⑨溴苯是纯净物；⑩C5H12不一定表示纯净物，可能是正戊烷、异戊烷、新戊烷的混合物；⑪氧化镁中氧的含量为40%，故含氧40%的氧化镁是纯净物；⑫花生油有多种成分，是混合物；⑬福尔马林是甲醛的水溶液，属于混合物；⑭密封保存的NO2气体，存在2NO2N2O4平衡体系，为混合物。综上所述，①⑧⑨⑪一定属于纯净物，A项正确。
2.下列属于强电解质的是(　　)
A.硫酸钡 B.食盐水
C.二氧化硅 D.醋酸
答案：A　
【解析】强电解质包含强酸、强碱及大部分盐等。硫酸钡是强电解质,A项正确;食盐水为混合物,不是强电解质,B项错误;二氧化硅是非电解质,C项错误;醋酸在水中不能完全电离,属于弱电解质,D项错误。
3.下列物质对应的组成不正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　
A.干冰:CO2 B.熟石灰:CaSO4·2H2O
C.胆矾:CuSO4·5H2O D.小苏打:NaHCO3
答案：B
【解析】熟石灰的主要成分是Ca(OH)2,B项不正确。
4.下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A.NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B.NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C.NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D.Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
答案：C
【解析】A项,工业上一般将Cl2通入石灰乳中生产漂白粉,错误;B项,向NaCl溶液中通入CO2,无法生成NaHCO3,错误;D项,电解MgCl2溶液不能得到金属镁,错误。
5.(双选)化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关,下列有关说法正确的是(　　)
A.中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料
B.中国华为自主研发的5G芯片巴龙5000的主要材料是Si
C.PM2.5中含有铅、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素
D.蚕丝属于天然高分子材料
答案：BD　
【解析】碳化硅是一种新型的无机非金属材料,故A错误;芯片的主要成分为Si,故B正确;砷为非金属元素,故C错误;蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然高分子材料,D正确。
6.在抗击新型冠状病毒的过程中,大量防护和消毒用品投入使用。下列有关说法正确的是(　　)
A.新型冠状病毒的组成元素只含有C、H、O三种元素
B.聚丙烯和聚四氟乙烯为生产防护服的主要原料,二者均属于有机高分子材料
C.真丝织品和棉纺织品可代替无纺布生产防护口罩,二者均可防止病毒渗透
D.公共场所常用“84”消毒液消毒处理,该物质的有效成分是次氯酸钙
答案：B
【解析】新型冠状病毒成分为蛋白质,组成元素含C、H、O、N等,故A错误;聚丙烯和聚四氟乙烯都是高聚物,均属于有机高分子材料,B正确;真丝织品和棉纺织品的空隙大,具有很好的渗透性,不能阻止病毒渗透,因此不能代替无纺布生产防护口罩,C错误;“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠,D错误。
7.下列家庭常用消毒剂的有效成分属于无机物的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　
A.对氯间二甲苯酚 B.乙醇
C.次氯酸钠 D.过氧乙酸
答案：C
【解析】对氯间二甲苯酚、乙醇、过氧乙酸都属于有机物,次氯酸钠属于无机物,C项符合题意。
8.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
答案：D　
【解析】废弃秸秆的主要成分是纤维素,纤维素水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇,A不符合题意;石油发生裂解反应可产生“三烯”,由“三烯”生产塑料、化纤等发生化学变化,B不符合题意;利用基本化学原料合成药物属于化学反应,C不符合题意;利用反渗透膜从海水中制备淡水的工作原理是对水施加一定的压力,使水分子通过反渗透膜而实现海水淡化,属于物理过程,不涉及化学反应。
（四）胶体的性质及应用
1）三种分散系的比较
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
分散质粒子直径
小于1__nm
1～100__nm
大于100__nm
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

2）胶体的性质及应用
(1)丁达尔效应
可见光束通过胶体时，在入射光侧面可看到光亮的通路，这是胶体粒子对光线散射而形成的。
应用：可用此性质来鉴别溶液和胶体。
(2)电泳
由于胶体粒子带有电荷，在电场作用下，胶体粒子在分散剂中作定向移动的现象。
应用：此性质可用于工业上的静电除尘。
特别强调：
电泳可证明胶体粒子带电，但胶体不带电，整个分散系仍呈电中性，胶粒带电的原因是因为吸附了体系中的带电离子造成的。
(3)聚沉
①概念：使胶体凝聚形成沉淀析出的现象。
②方法：加热或搅拌、加入电解质溶液、加入带相反电荷的胶体粒子的胶体。
③应用：如制作豆腐、明矾净水等。
3）Fe(OH)3胶体的制备
(1)图示：

(2)方法：向沸水中逐滴加入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。
(3)原理：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。。

考点小结：物质分类中一些特例
(1)纯净物和混合物
①只含一种元素的物质不一定是纯净物，也可能是混合物，如O2和O3的混合气体、金刚石和石墨的混合物。
②结晶水合物属于纯净物，如KAl(SO4)2·12H2O、CuSO4·5H2O等物质。
③同位素形成的单质(或化合物)是纯净物，如H2与D2、H2O与D2O。
(2)酸性氧化物和碱性氧化物
①酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸或碱，如SiO2、Fe2O3。
②能与酸反应生成盐和水的氧化物不一定是碱性氧化物，如Al2O3。
③能与碱反应生成盐和水的氧化物不一定是酸性氧化物，如NO2、Al2O3。
④碱性氧化物是金属氧化物，但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，Na2O2是过氧化物。
⑤酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物，如CO、NO。
(3)共价化合物和离子化合物
①由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。
②由金属元素和非金属元素组成的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3。
4.胶体
(1)胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质颗粒直径大小(1～100 nm)。
(2)胶体的物理性质：①丁达尔效应；②电泳现象；③介稳性等。
(3)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。
(4)区分胶体和其他分散系的最简便方法是丁达尔效应。
(5)胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子带有相同电荷。
(6)胶粒带电，胶体不带电呈电中性。
(7)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。
(8)Fe(OH)3胶体中逐滴加入强酸(如盐酸、硫酸)时，出现的现象为先沉淀后溶解。其原因：开始时出现沉淀是由于胶体中加入了电解质发生了聚沉，后来沉淀消失是由于发生了中和反应。
(9)把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，能在水中吸附悬浮固体或色素形成沉淀，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，其化学原理是Al3＋、Fe3＋发生水解反应生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体。

课堂检测02
1.(双选)下列有关胶体的说法正确的是(　　)
A.用激光笔分别照射盛有蓝墨水、FeCl3溶液的玻璃杯均出现光亮的通路
B.“雨后彩虹”“海市蜃楼”是一种绚丽多彩的光学现象,与胶体的知识无关
C.一束光通过气溶胶时会产生一条光亮的通路,这是胶体特有的现象
D.新冠病毒由蛋白质外壳和单链核酸组成,直径大约在60~140 nm,扩散到空气中可能形成胶体
答案：CD
【解析】FeCl3溶液不是胶体,没有丁达尔效应,故A错误;“雨后彩虹”属于光的散射,“海市蜃楼”属于光的折射,“雨后彩虹”与胶体的知识有关,故B错误;丁达尔效应是胶体特有的现象,C正确;新冠病毒直径大约在60~140 nm,胶体分散质直径在1~100 nm,故新冠病毒扩散到空气中有可能形成胶体,D正确。
2.500 mL 2 mol·L－1 FeCl3溶液和500 mL 2 mol·L－1明矾溶液分别滴入沸水中，加热制成甲、乙两种分散系，经测定，甲分散系中分散质的粒子直径大小在1～100 nm之间，乙分散系中分散质的粒子直径大小在10－9～10－7 m之间。下列关于甲、乙分散系的判断合理的是(　　)
A.在暗室里用一束明亮的强光照射甲、乙，发现甲有丁达尔效应，乙没有丁达尔效应
B.向甲、乙中分别滴加过量的氢氧化钠溶液，现象都是“先沉淀，后溶解”
C.向甲、乙中分别滴加过量的氢碘酸，最终现象分别是深褐色溶液、无色溶液
D.蒸干、灼烧FeCl3溶液和明矾溶液会得到对应的固体盐
答案：C
【解析】由题意可知，甲、乙分散系都是胶体，A项错误；氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，而氢氧化铁不溶，B项错误；FeCl3中的Fe3＋能氧化I－生成I2，I2溶于水呈深褐色，C项正确；蒸干、灼烧氯化铁溶液得到氧化铁，蒸干、灼烧明矾溶液得到KAl(SO4)2，D项错误。
3.下列说法正确的是(　　)
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体
B.Fe(OH)3胶体无色、透明，能产生丁达尔现象
C.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体
D.用可见光束照射以区别溶液和胶体
答案：D
4.下列有关胶体的叙述错误的是(　　)
A.用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,还可产生Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水
B.蛋白质溶于水所得分散系可产生丁达尔效应
C.硅酸钠溶液与稀盐酸反应可生成硅酸胶体
D.向FeCl3溶液中滴加足量NaOH溶液可制得Fe(OH)3胶体
答案：D　
【解析】K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可用于净水,故A正确;蛋白质属于高分子,分子直径已达到1~100 nm,蛋白质的水溶液属于胶体,故可产生丁达尔效应,B项正确;在硅酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸,边滴边振荡,可得到硅酸胶体:Na2SiO3+2HClH2SiO3(胶体)+2NaCl,C项正确;向FeCl3溶液中滴加足量NaOH溶液得到的是Fe(OH)3沉淀,D项错误。
5.下列关于胶体的叙述不正确的是(　　)
A.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔现象
B.Fe(OH)3胶体能够使水中悬浮的固体颗粒沉降，达到净水的目的
C.往Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀硫酸时，开始时会出现沉淀，再继续滴加时，沉淀又会消失
D.用盐卤点豆腐、河海交汇处可沉积成沙洲等都与胶体性质有关
答案：A
【解析】胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子直径在1～100 nm之间，A项错误；Fe(OH)3胶体的表面积较大，能吸附水中悬浮的固体颗粒达到净水的目的，B项正确；电解质溶液能使胶体聚沉，故往Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀硫酸时，开始产生氢氧化铁沉淀，继续滴加稀硫酸，氢氧化铁与稀硫酸发生中和反应而溶解，C项正确；用盐卤点豆腐、河海交汇处可沉积成沙洲等都与胶体的聚沉有关，D项正确。
（五）化学与STSE
关“化学与社会和谐发展”试题的选材
1.安全与健康：人体必需的营养元素;重金属对人体的危害;食品添加剂;有关化学与健康方面的材料等。
2.大气污染
雾霾：大气中可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)过多,产生的主要原因有汽车尾气、化石燃料的燃烧、工业排放的废气(如冶金、窑炉与锅炉、机电制造业等)、建筑工地和道路交通产生的扬尘。
酸雨(pH