第01课 物质的分类（讲义）-2024年新高一化学暑假学习提升计划

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1．学会物质分类方法，会从不同角度对物质进行分类。
2．了解同素异形体。
3．能够根据分散质粒子的大小对分散系分类。
4．会制备Fe(OH)3胶体，会鉴别胶体与溶液。
[学习过程]
知识点一 物质的分类
教材学习
仔细阅读教材，思考下列问题：
（1）由 元素形成的几种性质不同的单质，叫作这种元素的同素异形体。
例如： 、 和 是碳元素的同素异形体； 和 (O3)是氧元素的同素异形体。
（2）根据物质的组成对物质进行分类的一种方法，形象的称为 。交叉分类法是从 进行分类。
（3）根据物质的性质分类：氧化物： ：如CO2、SO2等，与碱反应生成 ； ：如CaO、Fe2O3等与酸反应生成 ；不成盐氧化物：如CO、NO等。
（1）同种 金刚石 石墨 C60 氧气 臭氧
（2）树状分类法 不同的角度对物质
（3）酸性氧化物 盐和水 碱性氧化物 盐和水
[知识精讲]
一、同素异形体
1. 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。
2. 实例：金刚石、石墨和C60；O2和O3；红磷和白磷。
3. 产生原因：(1)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：金刚石和石墨。
二、物质的分类方法
1. 树状分类法
按照一定标准对同类事物进行再分类，如：
氧化物的分类
(1)酸性氧化物：与水反应只生成相应价态的酸，或与碱反应只生成一种盐和水的氧化物。如：
SO2 + H2O === H2SO3； SO2 + 2NaOH === Na2SO3 + H2O
(2)碱性氧化物：与水反应只生成相应价态的碱，或与酸反应只生成一种盐和水的氧化物。如：
Na2O + H2O === 2NaOH； Na2O + 2HCl === 2NaCl + H2O
2. 交叉分类法
对同一物质按不同的标准进行分类
[典题例析]
【例1】关于物质分类正确的组成是
【例2】下列有关氧化物的判断正确的是
A．凡是含氧的化合物均可称为氧化物
B．依据性质不同氧化物只能分为酸性氧化物和碱性氧化物
C．酸性氧化物都能与碱反应生成盐和水
D．金属氧化物一定是碱性氧化物
【例3】根据物质的组成与性质等可将物质按不同的方式进行分类，下列说法中不正确的是
A．Na2CO3既属于钠盐又属于碳酸盐
B．甲图所示的分类方法属于树状分类法
C．酸性氧化物一定是非金属氧化物
D．碱性氧化物一定是金属氧化物
【例4】请对下列化合物：①NaCl、②HCl、③CaCl2、④CuO、⑤H2O、⑥Fe2O3进行分类：
(1)依据通常状况下物质的_______为标准分类，属于固体的是_______，属于液体的是_______，属于气体的是_______。
(2)依据以物质的_______为标准分类，属于氧化物的是_______，属于氯化物的是_______。
(3)依据以物质的_______为标准分类，属于酸的是_______，属于盐的是_______，属于氧化物的是_______。
【例1】【答案】D
【解析】A．Na2CO3属于盐，NaOH属于碱，SO2溶于水显酸性，属于酸性氧化物，A错误；
B．CO为不成盐氧化物，不属于酸性氧化物，B错误；
C．CO2溶于水显酸性，属于酸性氧化物，C错误；
D．物质分类均符合其含义，D正确；
故选D。
【例2】【答案】C
【解析】A．氧化物是指有两种元素组成，其中一种元素为氧元素，故A错误；
B．依据性质不同氧化物只能分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物，故B错误；
C．能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物，故C正确；
D．金属氧化物不一定是碱性氧化物，如五氧化二钒为酸性氧化物，故D错误；
故选C。
【例3】【答案】C
【详解】
A．从所含金属元素分类，Na2CO3属于钠盐，从所含酸根分类，Na2CO3属于碳酸盐，A正确；
B．甲图所示的分类方法是根据物质的组成和性质，将物质所属类别逐步细化，属于树状分类法，B正确；
C．酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如HMnO4对应的酸性氧化物为Mn2O7，是金属氧化物，C不正确；
D．除去一水合氨外，碱都含有金属元素，所以碱性氧化物一定是金属氧化物(一水合氨没有对应的碱性氧化物)，D正确；
故选C。
【例4】【答案】存在状态 ①③④⑥ ⑤ ② 元素组成 ④⑤⑥ ①②③ 组成和性质 ② ①③ ④⑤⑥
【详解】
(1)根据物质通常情况下的存在状态进行分类，属于固体的物质序号是①NaCl③CaCl2④CuO⑥Fe2O3；属于液体的物质序号是⑤H2O；属于气体的是②HCl；
(2)依据以物质的元素组成为标准分类，属于氧化物(由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物)的为④CuO、⑤H2O、⑥Fe2O3；属于氯化物(由两种元素组成，其中一种是氯元素的化合物)的为①NaCl②HCl③CaCl2；
(3)依据以物质的组成和性质为标准分类，属于酸(在溶液中电离出的阳离子全是氢离子的化合物)的是②HCl；属于盐[由金属阳离子(或铵根)和酸根阴离子构成的化合物是盐]的是①NaCl③CaCl2；属于氧化物(由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物)的为④CuO、⑤H2O、⑥Fe2O3。
知识点二 分散系及其分类
教材学习
仔细阅读教材，思考下列问题：
把 以粒子形式分散到 中所形成的混合物。分散系中
叫作分散质，另一种物质叫作分散剂。
（2）当分散剂是水或者其他液体时，根据分散质粒子的直径大小，分散系可分为三类：分散质粒子的直径小于1nm的分散系是 ；分散质粒子的直径大于100nm的分散系是 ；分散质粒子的直径为1～100nm的分散系是 。
（3）胶体按照分散剂的不同，可分为液溶胶、 和固溶胶。
Fe(OH)3胶体制备：在小烧杯中加入40mL ，加热至 ，向沸水中逐滴加入5～6滴 溶液，继续煮沸至液体呈 色，停止加热，即可得到Fe(OH)3胶体。将盛有硫酸铜溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处，当分别用红色激光笔照射烧杯中的液体时，观察到的现象为 。
丁达尔效应：当光束通过胶体时，可以看到 。
（1）一种物质 另一种物质 被分散的物质
（2）溶液 浊液 胶体
（3）气溶胶 蒸馏水 沸腾 FeCl3饱和 红褐 看到一条光亮的通路
（4）一条光亮的通路
[知识精讲]
一、分散系及其分类
（1）定义
化学上把一种（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，叫做分散系。
（2）分类
按物质状态分类：分散质可以为固体，液体，气体，分散剂也可以为固体，液体，气体，故常见的分散系有九种。
按分散质粒子直径大小分类：
分散质粒子的直径大小在1nm~100nm之间的分散系叫做胶体。
常见的胶体有：墨汁、碳素墨水、淀粉溶液、蛋白质溶液等。
二、Fe(OH)3胶体的制备
反应的化学方程式为FeCl3+3H2Oeq \(====,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)+3HCl，FeCl3和碱反应易生成氢氧化铁（红褐色）沉淀，故制备胶体时，将FeCl3饱和溶液滴加到煮沸的蒸馏水中。
注意事项：
(1)不能用自来水代替蒸馏水，因为自来水中含有离子(如Cl-)，会使胶体发生聚沉；
(2)不能搅拌或长时间持续加热，因为会使胶粒运动加快，从而克服胶粒间的排斥力发生聚沉；
(3)为了制得浓度较大的Fe(OH)3胶体，使现象更明显，需要用FeCl3的饱和溶液。
三.胶体的丁达尔效应
当光束通过胶体时，会形成一条光亮的“通路”。是由于胶粒对光线的散射形成的，可被用来区分溶液和胶体。
丁达尔效应原理：丁达尔效应因英国物理学家丁达尔于1869年发现而得名。光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射（光波偏离原来方向而分散传播）形成的，并不是胶体粒子本身发光。可见光的波长为400-700nm，胶体粒子的直径为1-100nm，小于可见光的波长，能使光发生散射；但溶液中粒子直径小于1nm，散射极其微弱。因此光束通过溶液时看不到这种现象。
[典题例析]
【例1】朱自清先生在《荷塘月色》中写道：“溥薄的青雾浮起在荷塘里月光是隔离树照过来的，高处丛生的灌木，落下参差的斑驳的黑影”月光穿过薄雾所形成的种种美景的本质原因是
A．发生丁达尔效应 B．光是一种胶体
C．雾是一种胶体 D．空气中的小水滴的直径介于1nm~100nm之间
【例2】下列不能产生“丁达尔效应”的分散系是
A．硫酸钾溶液B．氢氧化铁胶体C．雾D．水
【例3】胶体是一种常见的分散系，按要求回答下列问题：
(1)将饱和三氯化铁溶液滴入沸水时，得到的液体是___________色，反应的化学方程式为___________。
(2)用此分散系进行下列实验：
①将其装入U形管内，用石墨作电极，接通直接电源，通电一段时间后发现阴极附近颜色___________，这种现象称为___________。
②向其中逐滴加入过量稀硫酸，现象是先___________再___________。
【例4】新型冠状病毒可通过气溶胶传播，气溶胶属于胶体的一种。下列关于胶体的叙述，正确的是
A．依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液
B．胶体的本质特征是具有丁达尔效应
C．雾是气溶胶，在阳光下可观察到丁达尔效应
D．溶液中溶质粒子的运动有规律，胶体中分散质粒子的运动无规律
【例1】【答案】D
【详解】
A．雾作为一种胶体，确实能发生丁达尔效应，但这不是月光穿过薄雾所形成的种种美景的本质原因，选项A不符合题意；
B．雾是一种胶体，光不是，选项B不符合题意；
C．薄雾是一种胶体，但不同的胶体的胶粒所带的电荷不一定相同，这不是月光穿过薄雾形成的种种美景本质原因，选项C不符合题意；
D．月光穿过薄雾所形成的种种美景的本质是形成了胶体，空气中的小水滴颗粒直径大小约为1~100 nm，选项D符合题意；
答案为D。
【例2】【答案】A
【详解】
A．硫酸钾溶液是溶液，属于分散系但是不能产生“丁达尔效应”，故A符合题意；
B．氢氧化铁胶体属于胶体，能产生“丁达尔效应”，故B不符合题意；
C．雾属于气溶胶，能产生“丁达尔效应”，故C不符合题意；
D．水为纯净物，不属于分散系，故D不符合题意；
故答案为A。
【例3】
【答案】红褐 FeCl3＋3H2OFe(OH) 3 (胶体) ＋ 3HCl 变深 电泳 产生红褐色沉淀 沉淀溶解成棕黄色溶液
【详解】
(1)将饱和三氯化铁溶液滴入沸水时，可以得到氢氧化铁胶体，为红褐色，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH) 3 (胶体)+3HCl；
(2)①氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷，所以通电一段时间后胶粒会在阴极聚集，使阴极附近颜色变深，这种现象称为电泳；
②稀硫酸为电解质溶液，开始滴入稀硫酸时会使胶体发生聚沉，继续滴加稀硫酸氢氧化铁胶体与稀硫酸反应生成硫酸铁棕黄色溶液，所以现象是先产生红褐色沉淀，再沉淀溶解成棕黄色溶液。
【例4】【答案】C
【详解】
A．不同分散系是以分散质粒子的直径大小来划分的而不是丁达尔效应，A错误；
B．胶体的本质特征是其分散质粒子的直径在1~100nm之间，B错误；
C．雾是一种气溶胶，属于胶体，因此在阳光下可观察到丁达尔效应，C正确；
D．溶液中溶质粒子的运动也是无规律的，D错误；
答案选C。
[效果检测]
1．根据气象台报道，近年来每到春季，沿海一些城市经常出现大雾天气，致使高速公路关闭，航班停飞。雾属于下列分散系中的（ ）
A．溶液 B．悬浊液 C．乳浊液 D．胶体
2．碳酸钠俗名纯碱，下面是对纯碱采用不同分类法的分类，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．②③④ D．①②④
3．下列关于氢氧化铁胶体制备的说法正确的是（ ）
A．将氯化铁稀溶液慢慢滴入沸腾的自来水中，继续加热煮沸
B．将氯化铁饱和溶液慢慢滴入沸腾的蒸馏水中，并用玻璃棒搅拌
C．将氢氧化钠溶液慢慢滴入饱和的氯化铁溶液中
D．在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色
4．FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体具有的共同性质是（ ）
A．都能透过滤纸 B．都呈红褐色
C．分散质粒子具有相同的直径 D．都具有丁达尔效应
5．物质的分类如下图所示：
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
6．下列物质中，既属于纯净物、化合物，又属于盐、钙盐的是（ ）
A．石灰石 B．CaCO3 C．Ca(OH)2 D．CH4
7．据最新报道，现代医学已经可以把放射性物质填入C60中，并置于患者癌细胞处进行放射治疗癌症，下列关于C60说法正确的是（ ）
A．煤、石油、C60均是由碳元素组成的混合物
B．C60和石墨是碳元素的两种同素异形体
C．C60是60个碳原子形成的球状化合物
D．C60是一种新型化合物
8．当光束通过下列分散系时，能观察到丁达尔效应的是（ ）
A．蒸馏水 B．稀H2SO4 C．蛋清溶液 D．CuSO4溶液
9．磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性。制备时将硫酸亚铁和硫酸铁的溶液混合，再滴入稍过量的氢氧化钠溶液，随后加入油酸钠(C17H33COONa)溶液，即可生成黑色的、分散质粒子的直径在5.5～36nm的磁流体。下列说法中正确的是（ ）
A．所得的分散系属于悬浊液
B．所得的分散系属于溶液
C．所得的分散系中分散质为红棕色的氧化铁
D．该分散系能产生丁达尔效应
10．请对以下过程形成的分散系进行分类。
①花生油加入到水中后充分搅拌
②向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和
③将饱和氯化铁溶液逐滴加入沸水中，继续加热，直至出现红褐色
④澄清石灰水中通入少量的CO2
⑤水和酒精的混合物
属于浊液的是________(填序号，下同)；属于溶液的是________；属于胶体的是________。
1． 【答案】D
【解析】雾是由悬浮在大气中的小液滴构成的，小液滴的直径为1～100nm，所以雾属于胶体。
2．【答案】C
【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。
3． 【答案】D
【解析】制备氢氧化铁胶体时，若选用自来水、氢氧化钠溶液，或用玻璃棒搅拌、长时间加热等，都会容易产生氢氧化铁沉淀，而不能得到氢氧化铁胶体。
4． 【答案】A
【解析】溶液和胶体中的分散质粒子都能透过滤纸；FeCl3溶液呈棕黄色，Fe(OH)3胶体呈红褐色；FeCl3溶液中，Fe3+和Cl−直径都小于1nm，而Fe(OH)3胶粒是由许多粒子组成的，直径在1～100nm之间；溶液没有丁达尔效应。
5． 【答案】D
【解析】非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。
6．【答案】B
【解析】碳酸钙属于盐类，且是钙盐，同时又是化合物，属于纯净物。石灰石的主要成分是碳酸钙，属于混合物。
7． 【答案】B
【解析】C60是碳的一种单质，是纯净物，与石墨、金刚石互为同素异形体。
8． 【答案】C
【解析】蒸馏水是纯液体，无丁达尔效应；稀H2SO4、CuSO4溶液属于溶液，无丁达尔效应；蛋清溶液分散质粒子直径大小为1～100nm，属于胶体，有丁达尔效应。
9． 【答案】D
【解析】磁流体中分散质粒子的直径为1～100nm，属于胶体，能产生丁达尔效应；磁流体为黑色，不可能为红棕色的氧化铁。
10． 【答案】①④ ②⑤ ③
【解析】①花生油加入到水中后充分搅拌形成的是乳浊液；②向蒸馏水中加入硝酸钾至恰好饱和形成的是溶液；③将饱和氯化铁溶液逐滴加入沸水中，继续加热直至出现红褐色，形成胶体；④澄清石灰水中通入少量的CO2生成碳酸钙沉淀；⑤水和酒精的混合物属于溶液。
课标要点
学科素养
物质的分类
能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类
分散系及胶体
1．通过学习胶体的概念，建立物质的聚集状态与物质性质的关系
2．通过学习胶体的性质和应用，建立物质的聚集状态与物质用途的关系，提高解决实际问题的能力
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
B
NaOH
HCl
NaCl
Na2O
CO
C
NaOH
CH3COOH
CaF2
CO2
SO2
D
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
SO3
外观特点
均一、稳定、透明
均一、介稳
不均一、不透明、不稳定
举例
NaCl溶液、碘酒
稀豆浆、鸡蛋清、淀粉溶液
油水混合物、泥浆水