高中化学人教版 (新课标)必修1第一节 物质的分类第1课时学案

第1课时　简单分类法及其应用

一、常见的分类方法

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。即对事物以不同的标准进行分类。

(2)举例：

①碳酸钠的交叉分类：

②在不同的物质和它所属的类别之间进行连线：

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方法。即对同类事物进行再分类。

(2)举例：

(1)用交叉分类法对碱进行分类(请连线)。

(2)(情境思考)2020年新型冠状病毒疫情在全球蔓延，各国对这次疫情高度重视，都采取了“抗疫”措施。疫情期间，75%酒精(主要成分乙醇)和“84”消毒液(主要成分NaClO)是常用的消毒剂，属于有机物的是________，属于盐的是________。

提示：乙醇　NaClO

二、分类方法的应用

1．分类法的应用：分类可以帮助我们更好地认识物质的性质，找出各类物质之间的关系。

2．常见单质及其化合物的转化

(1)实例探究：

写出有关序号的化学方程式并注明反应类型。

(2)结论：

(1)(情境思考)古诗词中蕴含着丰富的化学变化，明朝的诗人于谦的《石灰吟》是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻，表达自己为国尽忠、不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。

上述诗句中涉及了哪些化学物质？它们分别属于哪类物质？以上述物质为例，描述各类化合物之间的转化关系。

提示：诗句中涉及了碳酸钙、氧化钙，分别属于盐和氧化物；常见含钙化合物的转化关系为

(2)(教材二次开发)硫和碳均为非金属单质，在性质上具有一定的相似性，请参照教材【实践活动】完成下列转化的化学方程式。

SSO2SO3H2SO4CaSO4

①_____________________________________________________。

②_____________________________________________________。

③_____________________________________________________。

提示：化学方程式分别为①S＋O2SO2

②SO3＋H2O===H2SO4

③Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4↓＋2H2O。

知识点一　物质的组成和分类

1．两种分类方法的特点与区别

2.化学物质的分类

　【误区警示】(1)酸的元数是根据酸电离出H＋的个数，而不是分子中氢原子的个数，如CH3COOH是一元酸而不是四元酸。

(2)纯净物和混合物的两个认识误区：

①误认为由不同状态的同种物质组成的混合体系是混合物。冰和水的状态不同，但它们的成分都是水，所以冰水“混合物”其实是纯净物。

②误认为由同种元素组成的物质是纯净物。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是二者混合属于混合物。

　【知识拓展】酸性氧化物与碱性氧化物的理解

①酸性氧化物是与碱反应生成盐和水的氧化物。

a．酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7。

b．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。

a．碱性氧化物一定是金属氧化物。

b．金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物。

(1)(思维升华)溶液显酸性的物质一定是酸，显碱性的一定是碱。这种说法对吗？(宏观辨识与微观探析)

提示：不是。NaHSO4溶液显酸性属于盐类，Na2CO3溶液显碱性属于盐类。

(2)净水剂明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是纯净物还是混合物？如是纯净物，属于其中哪类物质？(宏观辨识与微观探析)

提示：明矾属于盐类。是纯净物。

(3)(情境应用)厨房中的化学无处不在，食用碱的成分为Na2CO3，俗称纯碱，广泛用于各类面食，如馒头、面包等。小苏打的成分是NaHCO3，常作发酵粉。

纯碱属于碱吗？为什么？NaHCO3属于什么盐？

提示：电离出的阴离子全部是OH－的物质属于碱，纯碱电离出的阴离子为CO，故不属于碱；NaHCO3属于钠盐、碳酸盐、酸式盐。

【典例】《书·舜典》附亡《书》序：“帝釐下土，方设居方，别生分类，作《汩作》。”分类思想方法在化学发展中起到了重大的作用。以下分类正确的是(　　)

【解题指南】解答本题应该注意以下两点：

(1)明确各类物质组成特点、含有元素的种类个数；

(2)了解常见物质的名称与化学成分的关系。

【解析】选A。B项黄铜属于混合物，石灰水属于混合物，错误；C项中碘酒属于混合物，错误；D项中纯碱属于盐，错误。

【母题追问】(1)上题的氧化物中是否属于酸性氧化物或碱性氧化物？

提示：都不属于酸性氧化物或碱性氧化物。

(2)将上题中的酸按照两种分类方法进行分类。

提示：①按强弱：硫酸、HCl、HNO3为强酸，磷酸为弱酸；②按电离出H＋数：HCl、HNO3为一元酸，硫酸为二元酸，磷酸为多元酸。

1．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。ClO2属于(　　)

A.酸　　　　B．碱　　　　C．盐　　　　D．氧化物

【解析】选D。ClO2由Cl、O两种元素组成，是氧化物，并且不含H元素，ClO2本身也不能电离出离子，所以不是酸、碱、盐类。

2．“牙好，胃口就好，吃嘛嘛香。”我们都希望自己有一口好牙。以下内容摘自某品牌牙膏说明书：

(1)请在表中填写两种摩擦剂所属的物质类别。

提示：碳酸钙是盐；二氧化硅属于氧化物。

(2)推测牙膏摩擦剂的溶解性是怎样的？(科学探究与创新意识)

提示：牙膏摩擦剂是通过牙刷的运动以清洁牙齿表面，属于难溶性物质。

【加固训练】

1．(2020·南昌高一检测)下列说法正确的是(　　)

A．NO2属于酸

B．碱性氧化物都是金属氧化物

C．含有氢元素的化合物就是酸

D．酸性氧化物都是非金属氧化物

【解析】选B。二氧化氮不是酸，A错误；碱性氧化物都是金属氧化物，而金属氧化物不一定是碱性氧化物，Mn2O7是酸性氧化物，B正确；小苏打(NaHCO3)中含有氢元素，但小苏打属于酸式盐而不是酸，C错误；凡是能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物，但酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物，但却是金属氧化物，D错误。

2．(2020·郑州高一检测)下列各组物质，按化合物、单质、混合物顺序排列的是　(　　)

A．烧碱、液态氧、白酒　 B．生石灰、白磷、熟石灰

C．干冰、铁、氯化氢     D．空气、氮气、胆矾

【解析】选A。烧碱是氢氧化钠固体，为化合物，液态氧为单质，白酒为混合物，故A项正确；熟石灰是氢氧化钙的固体，属于化合物，不是混合物，故B项错误；氯化氢属于化合物，不是混合物，故C项错误；空气是多种气体的混合物，氮气是单质、胆矾属于化合物，故D错误。

知识点二　单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化

1．单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化

图示解读：

①金属单质碱性氧化物，如4Na＋O2===2Na2O；

②碱性氧化物碱，如CaO＋H2O===Ca(OH)2；

③金属单质盐，如Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；

④碱性氧化物盐，

如CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O；

⑤碱盐，如Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O；

⑥非金属单质酸性氧化物，如S＋O2SO2；

⑦酸性氧化物酸，如CO2＋H2O===H2CO3；

⑧非金属单质盐，如2Na＋Cl22NaCl；

⑨酸性氧化物盐，

如CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；

⑩酸盐，如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。

2．无机基本反应类型

(1)化合反应：A＋B＋……C；

(2)分解反应：AB＋C＋……；

(3)置换反应：A＋BCAC＋B；

(4)复分解反应：AB＋CDAD＋CB。

　【误区警示】(1)金属与盐溶液发生置换反应的条件一般是金属活动性顺序表中位置在前面的金属可以置换出位置在后面的金属。

(2)非金属氧化物不一定都能与水或碱发生反应，如CO；金属氧化物不一定都能与水发生反应生成相应的碱，如CuO、Fe2O3不与水反应。

(3)酸、碱、盐之间的反应要满足复分解反应发生的条件：生成气体、沉淀和水。

1．(思维升华)碱和盐反应时应符合什么条件才能发生？试举例说明。

提示：碱和盐之间生成新碱和新盐的反应只有符合复分解反应的条件时才能发生，例如Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，生成了碳酸钙沉淀，符合复分解反应发生的条件，该反应才能发生。

2．(思维升华)有同学认为向氯化钙溶液中通入二氧化碳气体会发生反应，化学方程式为CaCl2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HCl，该判断正确吗？为什么？

提示：不正确。碳酸是弱酸，盐酸是强酸，该反应不发生。

3．(情境应用)《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流之为涧，挹其水熬之，则成胆矾……熬胆矾铁釜久之亦化为铜。”上述描述中涉及什么化学反应类型？

提示：胆矾生成属于化合反应，铁与硫酸铜反应属于置换反应。

【典例】分类法是一种重要的学习方法。下列四组物质中均有一种物质的类别与其他三种物质因分类角度不同而不同，且不同物质间能发生如下反应：

请分别填出其化学式。

甲：Na、H2、O2、Cl2；　乙：CO、Na2O、CO2、SO2；

丙：NaOH、K2CO3、KHCO3、K2SO4；

丁：NaOH、Ca(OH)2、KOH、NaCl。

(1)甲________，乙________，丙________，丁________。

(2)根据图示，写出序号所示反应的化学方程式：

①___________________________________________________。

②____________________________________________________。

③___________________________________________________。

　【解题指南】解答本题应明确以下两点：

(1)明确物质的分类标准，判断物质的种类；

(2)了解单质、氧化物、酸、碱、盐的化学性质。

【解析】(1)根据物质的分类标准和物质所属的类别可知，甲：Na属于金属单质，H2、O2、Cl2均是非金属单质；乙：Na2O是金属氧化物，CO、CO2、SO2均是非金属氧化物；丙：NaOH是碱，K2CO3、KHCO3、K2SO4均是盐；丁：NaOH、Ca(OH)2、KOH均是碱，NaCl是盐，结合四种物质之间的转化关系可知：甲为Na，乙为Na2O，丙为NaOH，丁为NaCl；(2)由(1)的分析可知，钠与氧气缓慢氧化可得氧化钠，反应的方程式为4Na＋O2===2Na2O，氧化钠与水反应可得氢氧化钠，反应的方程式为Na2O＋H2O===2NaOH，氢氧化钠与盐酸反应可得氯化钠，反应的方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。

答案：(1)Na　Na2O　NaOH　NaCl　(2)①4Na＋O2===2Na2O　②Na2O＋H2O===2NaOH　③NaOH＋HCl===NaCl＋H2O

　【母题追问】

(1)问题(2)中反应③，除了利用酸碱中和反应外，还可以通过什么方法来实现？(用化学方程式表示)(关键能力——理解与辨析)

提示：由氢氧化钠生成氯化钠除了利用酸碱中和反应外，也可以用氢氧化钠与氯化铜、氯化铁等盐反应得到，反应的化学方程式为3NaOH＋FeCl3===3NaCl＋Fe(OH)3↓、2NaOH＋CuCl2===2NaCl＋Cu(OH)2↓。

(2)上题乙组中物质按照性质如何分类？(关键能力——理解与辨析)

提示：CO2、SO2属于酸性氧化物，Na2O属于碱性氧化物，CO属于不成盐氧化物。

【规律方法】单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系网络图

1．(2020·泰州高一检测)下列物质的转化中，不能通过一步化学反应实现的是(　　)

A．Fe→Fe3O4　　　 B．C→CO2

C．CaO→Ca(OH)2     D．S→SO3

【解析】选D。Fe在氧气中燃烧可以生成Fe3O4，能通过一步化学反应实现；C在空气中燃烧能够生成CO2，能通过一步化学反应实现；CaO和水反应生成Ca(OH)2，能通过一步化学反应实现；硫燃烧生成二氧化硫，不能通过一步化学反应实现。

2．每年的9月20日为全国的爱牙日。牙齿保健越来越受到人们的重视。牙齿保健是指对牙齿的保护，包括牙齿整齐、洁白、没有牙齿疾病，比如牙周病等、口腔无异味、正常进行咀嚼功能等。每天养成刷牙的好习惯，早晨起床和晚上睡觉之前都必须刷牙，这样能将口腔及牙齿上面的食物碎渣、软白污物和牙菌斑消除。

某品牌牙膏中的摩擦剂是碳酸钙，可以用石灰石制备。

(1)某同学设计了一种制备碳酸钙的实验方案，流程图为

写出上述方案中有关反应的化学方程式。

提示：①CaCO3CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O===Ca(OH)2，③Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH。

(2)请你仍然用石灰石为原料(其他试剂自选)，设计另一种制备碳酸钙的实验方案，并用流程图的形式表示出来。

提示：:石灰石CaCl2碳酸钙

【加固训练】

1．下列物质可以与其他物质反应生成盐的是(　　)

①金属　②碱性氧化物　③碱　④酸性氧化物　⑤酸

A．只有①②③　　B．只有①④

C．只有②⑤　    D．全部

【解析】选D。金属、碱性氧化物、碱与酸反应均会生成盐；酸性氧化物与碱反应会生成盐。

2．对于化学反应：A＋B===C＋D，下列说法正确的是(　　)

A．若A、B为酸和碱，则C、D中不一定有水

B．若A、B为化合物，则C、D也一定为化合物

C．若生成物C和D分别为两种沉淀，则A、B可能为盐和碱

D．若生成物C、D中有一种为单质，则该反应一定是置换反应

【解析】选C。A项，酸与碱反应生成盐和H2O；B项，CO与CuO反应生成Cu和CO2；D项，CO与CuO反应生成单质Cu和CO2，但不是置换反应。

3．(2020·扬州高一检测)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的是(　　)

【解析】选C。CuO与CO反应生成铜和CO2，CO2与碱反应能生成水，氧化铜与氢气反应能生成水，图示为，A正确；碳不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳继续燃烧生成二氧化碳，碳完全燃烧生成二氧化碳，图示为，B正确；CaCO3难溶于水，不与碱溶液发生反应，不能生成氢氧化钙，C错误；硫酸与碱反应可以生成水，与活泼金属反应生成氢气，电解水生成氢气，图示为，D正确。

三言两语话重点

1．掌握两种分类方法：树状分类法和交叉分类法。

2．熟练掌握根据物质组成对物质进行的树状分类法。

3．掌握两条常见物质的转化关系

(1)金属碱性氧化物碱盐

(2)非金属酸性氧化物酸盐

1．(2020·吉林高一检测)生产与生活中的各种物质都有明确分类。下列物质中均为化合物的一组是(　　)

A．金刚石、干冰、SO2

B．KCl、盐酸、NaOH

C．CuSO4·5H2O、冰、乙醇

D．臭氧、CaCO3、铝合金

【解析】选C。金刚石是单质，A项错误；盐酸是氯化氢的水溶液，为混合物，B项错误；臭氧是单质，铝合金是混合物，D项错误。

【加固训练】

下列各组物质中，按单质、化合物、混合物顺序排列的是(　　)

A．铜、空气、水　　　　　B．生石灰、熟石灰、烧碱

C．氧气、干冰、浓硫酸    D．纯碱、水银、胆矾

【解析】选C。铜、氧气、水银(汞)属于单质，水、生石灰(CaO)、熟石灰[Ca(OH)2]、烧碱(NaOH)、干冰(CO2)、纯碱(Na2CO3)、胆矾(CuSO4·5H2O)属于化合物，空气、浓硫酸属于混合物。

2．只由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氢元素，这类化合物称为氢化物。下列物质不属于氢化物的是(　　)

A．H2O　　　B．H2SO4　　　C．NaH　　　D．NH3

【解析】选B。根据题意知，氢化物含有两种元素，而H2SO4含有三种元素，故H2SO4不属于氢化物。

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．金属氧化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

【解析】选C。A中，化合物属于纯净物，二者属于包含关系；B中，碱性氧化物属于金属氧化物，二者属于包含关系；D中，钠盐与碳酸盐属于交叉关系。

4．下列转化不能一步实现的是(　　)

A．CuOCu(OH)2    B．CuSO4Cu

C．CaCO3CaO     D．MgSO4MgCl2

【解析】选A。CuO不能一步转化为Cu(OH)2，因为CuO不可以和水反应，故A为正确答案；CuSO4可以与Fe反应一步制备Cu，故B不能选；CaCO3可以发生分解反应一步制备CaO，故C不能选；MgSO4可以与BaCl2反应一步制备MgCl2，故D不能选。

5．景泰蓝正名“铜胎掐丝珐琅”，俗名“珐蓝”，又称“嵌珐琅”，是中国著名的特种金属工艺品类之一，到明代景泰年间这种工艺技术制作达到了巅峰，故后人称这种金属器为“景泰蓝”。叶圣陶在《景泰蓝的制作》中详细描写了制景泰蓝的工艺程序。下列工艺不涉及化学变化的是(　　)

A.掐丝：粘铜丝→烧焊→硫酸煮→清水洗

B．点蓝：将铅丹、硼酸盐等化合熔制后填色

C．烧蓝：高温焙烧、三填三烧

D．打磨：用金刚砂、磨刀石、椴木炭三次水磨

【解析】选D。A.在烧焊时铜能被氧气氧化为CuO，用硫酸煮时CuO能和硫酸反应生成硫酸铜和水，均为化学变化，A错误；B.铅丹、硼酸盐等原料在化合熔制过程有新物质生成，属于化学变化，B错误；C.高温焙烧过程有新物质生成，属于化学变化，C错误；D.打磨是物理过程，无新物质生成，D正确。

【加固训练】

下列各组物质中有一种物质与其他三种物质的分类不同，请找出该物质并书写在横线上。

(1)HCl　H2SO4　H2CO3　HNO3________　　　

(2)NaCl　KNO3　Na2CO3　NaNO3________　

(3)Fe　Al　Zn　C________　　　

(4)溶液　水　石灰水________　　　

【解析】(1)只有HCl是无氧酸，其余是含氧酸；只有H2CO3是弱酸，其余是强酸。

(2)只有KNO3是钾盐，其余是钠盐；只有NaCl是无氧酸盐，其余是含氧酸盐。

(3)只有C是非金属单质，其余都是金属单质。

(4)只有水是纯净物，其余都是混合物。

答案：(1)HCl或H2CO3　(2)NaCl或KNO3

(3)C　(4)水

素养新思维

6．小高同学在某食品包装内发现有一包白色颗粒状固体A的小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。

小高同学随手将小纸袋放在窗台上，过一段时间后发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B。

(1)A固体的化学名称是什么？它属于哪一类物质？

(2)A固体干燥原理是什么？

(3)①块状固体B中除A外，还可能有____________、____________(写两种)；

②取块状固体B加入盛有一定量水的试管内，振荡、静置、过滤，得到少量白色固体C。小高同学认为白色固体C中可能有碳酸钙，请写出一种检验其中含有碳酸钙的简单方法____________________。

【解析】(1)白色颗粒状固体为氧化钙，属于金属氧化物或碱性氧化物；

(2)氧化钙吸水变为氢氧化钙，用于干燥；

(3)①氧化钙吸水变为氢氧化钙后，氢氧化钙可以吸收空气中的二氧化碳变为碳酸钙；②碳酸钙与酸反应可以产生CO2，故可通过与盐酸反应的现象，证明CaCO3的存在。

答案：(1)氧化钙　金属氧化物(或碱性氧化物)　(2) 氧化钙吸水变为氢氧化钙，用于干燥　(3)①Ca(OH)2　CaCO3　②取少量固体于试管中，加入足量盐酸，若有气泡产生则证明固体C中含有CaCO3