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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第一节  物质的分类及转化【学习目标】 1.能从元素组成的角度分析认识物质，根据物质的组成和性质对物质进行分类。2.熟知溶液、浊液、胶体三种分散系的本质区别。3.了解胶体的性质及其应用，会鉴别胶体和溶液。4.熟知酸、碱、盐的性质，会写相关反应的化学方程式，并判断其反应类型。5.认识同类物质具有相似性，学会分析研究物质性质与相互转化的方法，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。【基础知识】一、物质的分类1、元素：元素是具有相同 核电荷数 （即质子数）的一类原子的总称。2、分子：能够独立存在并保持物质化学性质的最小微粒，由原子构成，呈电中性，具有一定的物理化学性3、同素异形体：同种元素形成的不同 单质 叫同素异形体。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。4、纯净物：由同种 单质或化合物 组成的物质。5、混合物：由几种不同的单质或化合物组成的物质。6、单质：由同种元素组成的纯净物 称为单质，包括金属单质和非金属单质。7、化合物：由两种或两种以上元素 组成的纯净物称为化合物，包括酸、碱、盐、氧化物等。注意：常见的混合物举例：①气体混合物 水煤气爆鸣气天然气焦炉气高炉煤气石油气主要成分CO、H2H2、O2CH4H2、CH4等CO、CO2、N2等丙烷、H2等②液体混合物 氨水王水硬水水玻璃福尔马林汽油主要成分NH3·H2ONH3、H2O盐酸、硝酸含Ca2＋、Mg2＋较多的水Na2SiO3、H2O甲醛、H2OC5～C11的烃③固体混合物 碱石灰漂白粉玻璃水泥铝热剂主要成分CaO、NaOHCa(ClO)2、CaCl2Na2O·CaO·6SiO23CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3Al、金属氧化物8、分类的方法（1）树状分类法：根据对象的共同点和差异，将对象分为不同的种类，而且形成具有一定从属关系的不同等级系统的一种分类方法。应用树状分类法可以对同类事物进行再分类。（2）交叉分类法：根据不同的分类标准对同一物质进行分类的一种方法。在对物质进行分类时，采用交叉分类法能从不同角度对物质进行较全面的分析。 9、分散系：一种（或多种）物质分散到另一种（或多种）物质中所得到的体系，叫做分散系。被分散的物质称为 分散质 ，起容纳分散质作用的物质称为 分散剂 。10、分散系的分类溶液、胶体、浊液的比较分散系溶液胶体浊液悬浊液乳浊液分散质粒子直径小于1 nm1~100 nm大于100 nm大于100 nm稳定性稳定介稳体系不稳定不稳定分散质粒子能否透过半透膜或滤纸均能透过能透过滤纸，不能透过 半透膜均不能透过均不能透过实例食盐水淀粉胶体泥浆水植物油和水的混合物11、胶体的提纯：由于胶体粒子较大不能透过 半透膜 ，而离子、小分子较小可以透过 半透膜 ，利用此性质可以将胶体提纯。12、胶体的制备（1）物理方法：研磨法。如制豆浆。（2）化学方法：利用水解反应、复分解反应等。胶体操作方法制备原理氢氧化铁胶体①将烧杯中的蒸馏水加热至 沸腾  ②向沸水中逐滴加入5~6滴　饱和FeCl3溶液 ③继续煮沸至液体呈 红褐  色,停止加热FeCl3＋3H2OFe(OH)3（胶体）＋3HCl碘化银胶体向稀KI溶液中滴加稀硝酸银溶液，边滴加边振荡KI+AgNO3AgI（胶体）+KNO3 二、物质的转化1、酸、碱、盐的化学通性（1）酸的化学通性酸（2）碱的化学通性碱（3）盐的化学通性盐2、氧化物的化学通性（1）酸性氧化物的化学通性酸性氧化物（2）碱性氧化物的化学通性碱性氧化物3、单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系4、金属(或非金属)单质→盐的转化关系（1）金属单质(Ca)→盐的转化关系CaCaOCa(OH)2CaCO3CaCl2① 2Ca＋O22CaO；② CaO＋H2O===Ca(OH)2；③ Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；④ CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。（2）非金属单质(C)→盐的转化关系CCO2H2CO3Na2CO3① C＋O2CO2；② CO2＋H2O===H2CO3；③ H2CO3＋2NaOH===Na2CO3＋2H2O。5、物质转化的应用（1）化学反应遵循质量守恒定律，故通过物质间的转化可以合成物质，如由单质可以得到盐，且有多条途径：（2）在实际生产中，通过物质的转化制备具体物质时，除了要考虑反应进行的可能性，还需要考虑原料来源、成本高低和设备要求等因素。例如，NaOH可以用Na2O和H2O反应制取，化学方程式：Na2O＋H2O===2NaOH，但Na2O来源少、成本高，故工业上通常用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH。【考点剖析】考点一　物质与组成元素1．下列说法中正确的是(　　)A．纯净物一定由分子构成B．化合物一定是由两种或两种以上元素组成C．混合物肯定由两种以上元素组成D．含有氧元素的化合物都是氧化物答案　B解析　纯净物不一定由分子构成(如金刚石等)；混合物不一定由两种以上元素组成(如金刚石和石墨的混合物)；含氧元素的化合物不一定是氧化物 (如碳酸钠等)。2．经测定，一瓶气体中只含有C、O两种元素，通常情况下这瓶气体不可能是(　　)A．一种化合物B．一种单质和一种化合物的混合物C．两种化合物D．两种单质答案　D解析　由题意知，瓶中气体中含C、O两种元素，在通常情况下，含C元素的单质为固体，故不能是两种单质。考点二　物质的分类3．物质的分类如图所示：由图判断下列说法中不正确的是(　　)A．甲图所示的分类方法属于树状分类法B．乙图所示的分类方法属于交叉分类法C．碱性氧化物一定是金属氧化物D．非金属氧化物一定是酸性氧化物答案　D解析　非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。4．碳酸钠俗名纯碱，下面是对纯碱采用交叉分类法的分类，其中正确的是(　　)①碱　②含氧酸盐　③钠盐　④碳酸盐A．①②③  B．①③④　C．①②④  D．②③④答案　D解析　纯碱若采用交叉分类法分别属于含氧酸盐、钠盐、碳酸盐。5．硝酸钾是一种无氯氮钾复合肥，宜在种植水果、蔬菜、花卉时使用。关于KNO3的说法中，不正确的是(　　)A．从其阳离子看，属于钾盐B．从其阴离子看，属于硝酸盐C．它属于纯净物中的无机化合物D．因为含有氧元素，故它属于氧化物答案　D解析　氧化物必须是只含有两种元素，且其中一种是氧元素。考点三　分散系、胶体6.春秋季节常出现大雾天气，对于这种现象下列说法正确的是(　　)A．大雾是由于空气中的SO2超标造成的B．大雾可看作是一种分散剂为水的分散系C．大雾可看作是一种胶体D．大雾是由于空气中的粉尘超标造成的答案　C解析　雾是由悬浮在大气中的微小液滴构成的气溶胶。7．胶体区别于其他分散系的本质特征是(　　)A．胶体的分散质能通过滤纸空隙，而浊液的分散质不能B．产生丁达尔现象C．分散质粒子直径在1～100 nmD．胶体在一定条件下能稳定存在答案　C解析　 三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同，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，选C。8．下列关于Fe(OH)3胶体的说法中，不正确的是(　　)A．分散质粒子直径在10－9～10－7mB．是一种纯净物C．具有丁达尔效应D．具有净水作用答案　B解析　氢氧化铁胶体胶粒的直径在10－9～10－7m，A正确； 氢氧化铁胶体是氢氧化铁和水的混合物，B错误；胶体具有丁达尔效应，C正确；氢氧化铁胶粒能吸附水中的杂质颗粒，有净水的作用，D正确。9．某同学在实验室进行了如图所示的实验，下列说法中错误的是(　　)A．X、Z烧杯中分散质相同B．利用过滤的方法，可将Z中固体与液体分离C．Y中产生的气体为CO2D．Z中分散系能产生丁达尔效应答案　A解析　X是氯化铁溶液，分散质是氯离子和三价铁离子，Z是氢氧化铁胶体，分散质是氢氧化铁胶粒，故A错误。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。物质类别酸碱盐氧化物氢化物化学式①HCl②      ③   　 ④Ba(OH)2⑤Na2CO3⑥      ⑦CO2⑧Na2O⑨NH3⑩H2O2 (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                 。答案　(1)树状分类法　(2)②H2SO4(或HNO3或H2CO3)　③NaOH(或KOH)　⑥Na2SO4(或K2CO3或Na2SO3或NaNO3或KNO3或K2SO3)　(3)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　(4)2H2O22H2O＋O2↑　(5)稀盐酸　大理石(或石灰石)　将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明气体是CO2解析　(2)常见的酸有H2SO4、HNO3、HCl；碱有NaOH、KOH、Ba(OH)2；盐有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3、Na2SO3等。(3)酸、碱、盐、氧化物之间可以相互转化，如：CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2O。(4)实验室制O2常利用H2O2在催化剂作用下的分解反应：2H2O22H2O＋O2↑。(5)制备CO2常利用大理石或石灰石(CaCO3)与稀盐酸反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，将产生的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，即可证明气体是CO2。考点四　酸、碱、盐的性质11．小明知道蛋壳的主要成分是碳酸钙，愚人节这天决定送妈妈一个“无壳鸡蛋”。他从厨房中取来一个鸡蛋及一杯物质，将蛋泡在其中，只见蛋的表面冒出大量气泡，两天后就得到了一个没有壳的蛋。他应取下列哪一种物质(　　)A．醋   B．高粱酒C．酱油   D．食盐水答案　A解析　同类别的物质具有相似的性质。碳酸钙能与酸反应生成钙盐和二氧化碳气体。小明的实验中产生大量的气泡，选用的应该是酸，醋的主要成分为醋酸。12．在一定条件下，跟酸、碱、盐都能反应的物质是(　　)A．CaO   B．Na2CO3C．CaCO3   D．CO2答案　B解析　 CaO是碱性氧化物，与碱不发生反应；CO2是酸性氧化物，与酸不发生反应；Na2CO3和CaCO3都是盐，但后者难溶于水，不与碱、盐发生反应，前者可以，如可分别与盐酸、氢氧化钙、氯化钙等发生反应。13．下列有关物质用途正确的是(　　)A．氢氧化钠降低土壤酸性B．用BaCl2处理大量泄漏的浓硫酸C．氢氧化钙用于治疗胃酸过多D．熟石灰配制农药波尔多液答案　D解析　氢氧化钠具有极强的腐蚀性，不能用于降低土壤的酸性，A错误；氯化钡是有剧毒的物质，不能用于处理泄露的浓硫酸，B错误；氢氧化钙不能用于治疗胃酸过多，C错误；熟石灰氢氧化钙可以用于配制农药波尔多液，D正确。14．无色溶液X是下列四种物质中的一种。将其分成等量的三份，向其中分别加入少量AgNO3溶液、CuO固体、NaOH溶液，产生的现象如下表。则物质X是下列选项中的(　　)  AgNO3溶液CuO固体 NaOH溶液现象白色沉淀溶解，溶液变蓝无明显现象 A.NaCl溶液   B．Ca(OH)2溶液C．稀硝酸   D．稀盐酸答案　D解析　能使CuO固体溶解的物质为酸，稀硝酸、稀盐酸均可，能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀的为稀盐酸。15．某同学为了区别氢氧化钠溶液和澄清石灰水，设计了如图所示的四组实验方案，其中能达到目的的是(　　)答案　D解析　澄清石灰水中通入二氧化碳产生沉淀，而氢氧化钠溶液中通入二氧化碳无沉淀产生。考点五　物质的转化16．下列物质在给定条件下的转化均能一步实现的是(　　)A．Fe3O4FeFeCl3B．H2O2H2H2OC．CaCl2溶液CaCO3CO2D．CuSO4溶液CuCuO答案　D解析　A项中Fe与盐酸反应生成FeCl2；B项中H2O2分解生成H2O和O2；C项中CaCl2和CO2不反应。17．如图所示，“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应，“―→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。下面四组选项中，符合图示要求的是(　　)选项甲乙丙丁AH2SO4Na2SO4NaOHNaClBKClK2CO3KOHHClCO2COCCuODFeCuCl2ZnHCl 答案　D解析　A中甲和乙、乙和丙、丙和丁、丁和甲均不能反应，丁也不能转化为乙；B中甲和乙、乙和丙、丁和甲之间均不能反应，丁也不能转化为乙，故A、B不符合题意；C中反应依次为甲和乙：2CO＋O22CO2；乙和丙不发生反应；丙和丁：2CuO＋C2Cu＋CO2↑；甲和丁不反应，丁―→乙：CuO＋CCu＋CO↑，故C不符合题意；D中反应依次为甲和乙：Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu；乙和丙：Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2；丙和丁：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；丁和甲：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；丁―→乙：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，D符合题意。18．现有A、B、C、D四种物质，它们分别是Fe、HCl(稀)、NaOH(溶液)、AgNO3(溶液)四种物质中的一种，它们之间的反应关系及所发生反应的反应类型如图：则物质B为(　　)A．Fe   B．HCl(稀)C．NaOH(溶液)   D．AgNO3(溶液)答案　B解析　物质B与A发生中和反应，则B为酸或碱，又由于B与C可发生置换反应，可判断B为HCl(稀)。19．下列物质间的转化能一步实现的是(　　)A．Na2CO3―→NaOH   B．CaCO3―→Ca(OH)2C．NaNO3―→NaCl   D．FeSO4―→CuSO4答案　A解析　碳酸钠可以与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙，能一步实现，故A正确；CaCO3不溶于水，所以不能与碱溶液反应，因此CaCO3不能一步得到Ca(OH)2，故B错误；NaNO3因不能与其他任何物质反应生成沉淀、气体和水，所以NaNO3不能通过一步反应制得NaCl，故C错误；铜的金属活动性比铁弱，FeSO4不能通过一步反应制得硫酸铜，故D错误。20．对牙膏的探究要用到许多化学知识。(1)下表列出了两种牙膏中的摩擦剂，请在表中填写两种摩擦剂所属的物质类别： X牙膏Y牙膏摩擦剂碳酸钙二氧化硅摩擦剂的物质类别(指酸、碱、盐、氧化物)   (2)根据你的推测，牙膏摩擦剂在水中的溶解性是      (填“易溶”或“难溶”)。(3)X牙膏中的摩擦剂——碳酸钙，可以用石灰石来制备。某学生设计了一种实验室制备碳酸钙的实验方案，其流程如图所示：请写出上述方案中有关反应的化学方程式：①                                                                             ；②                                                                             ；③                                                                             。答案　(1)盐　氧化物　(2)难溶　(3)①CaCO3CaO＋CO2↑　②CaO＋H2O===Ca(OH)2　③Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH解析　(1)碳酸钙属于盐，二氧化硅属于氧化物。(2)摩擦剂的作用是除去牙齿上残留的食物，联系日常生活中用砂纸来摩擦金属以除去金属表面的锈迹，可知摩擦剂应为坚硬难溶的物质。