第1課時物質的分類與轉化1.了解分子、原子、離子和原子團等概念的含義。2.理解物理變化與化學變化的區別與聯系。3.理解混合物和純凈物、單質和化合物、金屬和非金屬的概念。4.理解酸、堿、鹽、氧化物的概念及其相互聯系。5.了解膠體是一種常見的分散系,了解溶液和膠體的區別。物質的組成與分類一、物質的組成1.元素與物質的組成(1)元素:具有相同核電荷數的一類原子的總稱。(2)物質:宏觀上物質是由元素組成的,微觀上物質是由分子、原子或離子構成的。(3)元素與物質的關系元素單質:只有一種元素組成(4)元素的存在形態游離態:元素以單質形式存在的狀態;化合態:元素以化合物形式存在的狀態。2.純凈物和混合物的辨析(1)純凈物:由同種單質或化合物組成的物質;(2)混合物:由幾種不同的單質或化合物組成的物質。3.同素異形體(1)概念:同種元素形成的不同單質叫同素異形體。(2)形成方式原子個數不同如O2和O3原子排列方式不同如金剛石和石墨(3)性質差異:物理性質差別較大,同素異形體之間的轉化屬于化學變化。只含一種元素的物質不一定是單質,如O2和O3的混合物、金剛石與石墨的混合物等。只含一種元素的純凈物才是單質。二、物質的分類1.交叉分類法——從不同角度對物質分類(如圖)2.樹狀分類法——從不同層次對物質分類(如圖)3.酸、堿、鹽、氧化物的含義酸電離出的陽離子全部是H+的化合物是酸,分為強酸與弱酸、含氧酸與無氧酸等;但能電離出H+的物質不一定是酸,如NaHSO4是一種鹽堿電離出的陰離子全部是OH-的化合物是堿,分為強堿與弱堿、可溶性堿與難溶性堿等鹽由金屬陽離子(或銨根離子)與酸根離子構成的化合物是鹽,分為可溶性鹽與難溶性鹽,酸式鹽、堿式鹽與正鹽等氧化物由兩種元素組成,其中一種是氧元素的化合物,分為金屬氧化物與非金屬氧化物,酸性氧化物、堿性氧化物與兩性氧化物等(1)堿性氧化物一定是金屬氧化物,但金屬氧化物不一定是堿性氧化物,如Mn2O7為酸性氧化物。(2)酸性氧化物不一定是非金屬氧化物,如Mn2O7;非金屬氧化物也不一定是酸性氧化物,如CO、NO。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)含有金屬元素的離子一定是陽離子。()(2)鹽一定是由金屬陽離子和酸根離子組成的。()(3)因為二氧化硅不能與水反應,所以二氧化硅不是酸性氧化物。()解析:(1)如MnO4-、Cr2(2)銨鹽中不存在金屬陽離子。(3)二氧化硅能與堿反應生成鹽和水,屬于酸性氧化物。答案:(1)×(2)×(3)×2.想一想(1)只有一種元素組成的物質一定是純凈物嗎?“冰水混合物”屬于混合物嗎?提示:只有一種元素組成的物質不一定是純凈物,如氧氣和臭氧組成的氣體,雖然只含有氧元素,但是屬于混合物。“冰水混合物”不屬于混合物,因為該物質中只有一種分子,即水分子。(2)能電離出氫離子的化合物可能屬于哪些類別?提示:可以是酸,也可以是鹽(如硫酸氫鈉),也可以是水。3.做一做請把下列物質的序號填寫到如圖的括號中:①硫黃②HClO③苛性鈉④鐵⑤小蘇打⑥過氧化鈉答案:④①②③⑤⑥1.(雙選)下列關于物質分類的說法正確的是(BC)A.聚乙烯、聚氯乙烯、纖維素都屬于合成高分子化合物B.SO2、SiO2、CO2均為酸性氧化物C.鹽酸、漂白粉、水玻璃都是混合物D.C2H4Cl2、C6H6和CH4O表示的物質都是純凈物解析:聚乙烯、聚氯乙烯屬于合成高分子化合物,纖維素屬于天然高分子化合物,A項錯誤;酸性氧化物是指能和堿反應只生成鹽和水的氧化物,選項中三種物質均符合,B項正確;鹽酸是氯化氫的水溶液,漂白粉是氯化鈣和次氯酸鈣的混合物,水玻璃是硅酸鈉的水溶液,C項正確;C2H4Cl2存在兩種同分異構體,分別為CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2,所以C2H4Cl2表示的物質不一定是純凈物,苯的分子式是C6H6,但C6H6不一定是苯,也可以表示其他物質,如CH2CH—C≡C—CHCH2等,所以C6H6表示的物質不一定是純凈物,CH4O只能是甲醇,只有一種,D項錯誤。2.(2021·江蘇宜興月考)下列物質分類均正確的一組是(D)選項混合物堿鹽堿性氧化物酸性氧化物A液氯苛性鈉膽礬氧化鐵二氧化碳B氯水燒堿食鹽氧化鈉一氧化碳C碘酒純堿石灰石氨氣水D漂白粉熟石灰蘇打生石灰二氧化硫解析:液氯是純凈物,A項錯誤;一氧化碳不是酸性氧化物,B項錯誤;純堿是鹽,氨氣是氫化物不是氧化物,水不是酸性氧化物,C項錯誤。3.分類法是化學學習和研究的重要思想方法。下列有關物質的分類或說法正確的是(B)A.根據樹狀分類法可知,碳酸鈉屬于鈉鹽、碳酸鹽、正鹽B.汽油、氫氧化鐵膠體和漂粉精均為混合物C.C919大型客機、“蛟龍”號載人潛水器等使用的合金材料中都不含非金屬元素D.磷酸、硫酸、氫硫酸均為含氧酸解析:根據交叉分類法可知,碳酸鈉屬于鈉鹽、碳酸鹽、正鹽,A錯誤;汽油、氫氧化鐵膠體和漂粉精均由兩種及兩種以上的物質組成,屬于混合物,B正確;C919大型客機、“蛟龍”號載人潛水器等使用的合金材料中有鐵合金,可能含有非金屬元素碳,C錯誤;氫硫酸為H2S,屬于無氧酸,D錯誤。1.記住常見的幾種混合物石油、煤、漂白粉、堿石灰、福爾馬林、天然氣、水煤氣、鋁熱劑、氨水、氯水、王水等都是混合物。2.常見的物質分類的幾個誤區(1)誤認為溶液呈酸性的物質一定是酸,溶液呈堿性的物質一定是堿。①NaHSO4、CuSO4、NH4Cl屬于鹽,溶液呈酸性。②Na2CO3、NaHCO3屬于鹽,溶液呈堿性。(2)誤認為由相同元素組成的物質一定是純凈物,由不同原子構成的物質一定是混合物。其實不然,如O2、O3組成的混合氣體就是混合物,由12C和13C組成的石墨則是純凈物。(3)誤認為能與酸反應生成鹽和水的氧化物就是堿性氧化物,如Na2O2不屬于堿性氧化物。(4)某酸分子含有n個氫原子,不一定是n元酸(如CH3COOH是一元酸)。物質的性質與轉化1.物質性質與變化之間的關系(1)圖示(2)判斷從宏觀上判斷有新物質生成的是化學變化,反之是物理變化從微觀上判斷有舊化學鍵斷裂,同時有新化學鍵形成的是化學變化;有化學鍵斷裂的不一定是化學變化,如NaCl晶體的熔化兩者關系化學變化過程中一定伴隨著物理變化,但物理變化過程中一般沒有化學變化原子核的變化(核裂變、核聚變)不屬于化學變化。2.部分轉化規律分類實例離子方程式強酸制弱酸CH3COONa+HClCH3COO-+H+CH3COOH強堿制弱堿FeCl3+NaOHFe3++3OH-Fe(OH)3↓強氧化劑制弱氧化劑Cl2+KICl2+2I-I2+2Cl-強還原劑制弱還原劑Fe+CuSO4Cu2++FeCu+Fe2+易溶制難溶Na2SO4+BaCl2Ba2++SO42-BaSO[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)發生了顏色變化的一定是化學變化。()(2)有化學鍵破壞的變化一定是化學變化。()(3)兩種鹽反應一定生成兩種新鹽。()解析:(1)如CuCl2和FeCl3溶液的混合不發生化學變化,但溶液顏色改變。(3)NaHCO3和NaHSO4反應只生成Na2SO4一種鹽。答案:(1)×(2)×(3)×2.做一做根據單質、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉化,各列舉一個化學反應填在橫線上(用化學方程式表示):答案:(1)4Na+O22Na2O(2)Na2O+H2O2NaOH(3)NaOH+HClNaCl+H2O(4)Na+Cl22NaCl物質的轉化關系及反應類型1.碳及其化合物的轉化關系:CCO2H2CO3CaCO3CO2,其中涉及的基本反應類型依次是(C)A.化合反應、置換反應、分解反應、復分解反應B.置換反應、復分解反應、化合反應、分解反應C.置換反應、化合反應、復分解反應、分解反應D.置換反應、化合反應、分解反應、復分解反應解析:C和CuO在高溫條件下反應生成Cu和CO2,屬于置換反應;CO2和H2O反應生成H2CO3,屬于化合反應;H2CO3和Ca(OH)2反應生成CaCO3和H2O,屬于復分解反應;CaCO3在高溫條件下生成CaO和CO2,屬于分解反應;C項正確。2.(雙選)下列各組物質中,滿足表中圖示物質在一定條件下,一步轉化關系的組合有(AC)序號XYZWASiNa2SiO3H2SiO3SiO2BNaOHNaNa2CO3NaClCCl2Ca(ClO)2HClOHClDFeFeCl3FeCl2Fe(OH)2解析:硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉,硅酸鈉與鹽酸反應生成硅酸,硅酸受熱分解生成二氧化硅,二氧化硅在高溫條件下與碳反應生成硅單質,A符合題意;氫氧化鈉不能一步轉化為鈉,B不符合題意;氯氣與石灰乳反應生成次氯酸鈣,次氯酸鈣與二氧化碳和水反應生成次氯酸,次氯酸見光分解生成鹽酸,濃鹽酸與二氧化錳加熱條件下反應制備氯氣,C符合題意;鐵與氯氣反應生成氯化鐵,氯化鐵與鐵反應生成氯化亞鐵,氯化亞鐵與氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵,氫氧化亞鐵不能一步轉化為鐵,D不符合題意。物質變化類型的判斷3.(2021·天津武清區一模)中華民族有著光輝燦爛的發明史,下列發明或應用屬于物理變化的是(C)A.煉鐵 B.火藥爆炸C.打磨磁石制指南針 D.黏土燒制解析:鐵礦石的主要成分為鐵的氧化物,可以利用CO還原出來,煉鐵過程發生了化學反應,故A不符合題意;火藥爆炸時劇烈燃燒,過程中有新物質生成,該過程發生了化學反應,故B不符合題意;打磨磁石制指南針,該過程沒有新物質的生成,不涉及化學變化,故C符合題意;將泥土在高溫條件下燒制,泥土中的某些成分發生變化,該過程發生了化學反應,故D不符合題意。4.(2021·重慶渝中區聯考)《天工開物》是我國珍貴的科技文獻,下列記載中主要過程不涉及化學反應的是(D)A.凡石灰經火焚煉為用B.燒鐵器淬于膽礬水中,即成銅色也C.凡墨燒煙凝質而為之D.水沙中所出,大者名狗頭金解析:“凡石灰經火焚煉為用”,為石灰石高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳的反應,涉及化學反應,A不符合題意;“燒鐵器淬于膽礬水中,即成銅色也”,為鐵與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅,涉及化學反應,B不符合題意;“凡墨燒煙凝質而為之”,涉及物質燃燒,過程中有新物質生成,涉及化學反應,C不符合題意;沙中淘金過程中,沒有新物質生成,不涉及化學反應,D符合題意。5.下列有關轉化的說法正確的是(C)A.232Th轉化為233U是化學變化B.有沉淀生成的變化是化學變化C.將地溝油制成肥皂是化學變化D.石墨轉變成碳納米管為物理變化解析:232Th轉化為233U有新元素、新原子的生成,不屬于化學變化,屬于物理學的研究范疇,A項錯誤;膠體的聚沉現象為生成沉淀,屬于物理變化,B項錯誤;地溝油通過皂化反應轉變成肥皂,屬于化學變化,C項正確;石墨和碳納米管互為同素異形體,其轉化屬于化學變化,D項錯誤。常見的物理變化和化學變化項目物理變化化學變化三餾分餾、蒸餾干餾四色焰色反應顯色反應、顏色反應、指示劑變色反應五解潮解分解、電解、水解、裂解十八化(華)熔化、汽化、液化、升華氫化、氧化、水化、風化、炭化、鈍化、煤的氣化、煤的液化、皂化、歧化、鹵化、硝化、酯化、裂化分散系與膠體1.分散系(1)含義:把一種(或多種)物質分散在另一種(或多種)物質中所得到的體系。(2)組成分散質:分散系中被分散的物質;分散劑:分散系中容納分散質的物質。(3)分類分散劑是水或其他液體時,按分散質粒子的大小有3種類型:溶液、膠體和濁液。分散質粒子直徑小于1nm的是溶液,1～100nm的是膠體,大于100nm的是濁液。2.膠體(1)膠體的分類按分散劑狀態氣溶膠霧、云液溶膠Fe(OH)3膠體、蛋白質溶液固溶膠煙水晶、有色玻璃按分散質粒子膠體分散質粒子是很多小分子或離子的集合體,如Fe(OH)3膠體分子膠體分散質粒子是高分子化合物,如淀粉溶液、蛋白質溶液(2)膠體的性質及應用丁達爾效應當可見光束通過膠體時,出現一條光亮的“通路”的現象(應用:鑒別溶液和膠體)聚沉膠體粒子聚集成較大的顆粒,形成沉淀從分散劑里析出的過程。使膠體聚沉的方法:①加入電解質;②加入與膠粒帶相反電荷的膠體;③加熱(應用:三角洲的形成;明礬、鐵鹽溶液凈水;鹽鹵制豆腐)電泳在電場作用下,膠體粒子在分散劑中作定向移動的現象。如帶正電荷的Fe(OH)3膠體粒子向陰極移動(應用:工廠靜電除塵)膠體不帶電,膠體中的膠粒能夠吸附體系中的帶電粒子而使膠粒帶電荷,但整個分散系仍呈電中性。(3)Fe(OH)3膠體的制備①圖示②方法:將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入飽和FeCl3溶液,繼續煮沸至液體呈透明的紅褐色,停止加熱,即制得Fe(OH)3膠體。③原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。制備氫氧化鐵膠體時不能過度加熱,否則Fe(OH)3膠體會發生聚沉生成Fe(OH)3沉淀。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)直徑介于1～100nm之間的微粒稱為膠體。()(2)溶液是電中性的,膠體是帶電的。()(3)膠體不一定是液態,膠體的丁達爾效應屬于物理現象。()解析:(1)膠體是一種分散系。(2)膠體是一種分散系,也是電中性的。答案:(1)×(2)×(3)√2.想一想(1)能用自來水制備Fe(OH)3膠體嗎?為什么?提示:不能用自來水制備Fe(OH)3膠體,因為自來水中有電解質,會使膠體發生聚沉。(2)膠體與其他分散系的本質區別是什么?向沸水中逐滴加入飽和FeCl3溶液的方法中,有部分氯化鐵不能轉化為氫氧化鐵膠體,如何提純獲得比較純凈的膠體?提示:膠體粒子的直徑在1～100nm之間,這是膠體區別于其他分散系的本質特征,同時也決定了膠體的性質。可用滲析法提純膠體,由于膠體粒子較大不能透過半透膜,而離子、分子較小可以透過半透膜,用此法可以將膠體粒子和溶液中的離子、分子分開。膠體的制備及相關性質1.(2022·黑龍江齊齊哈爾月考)磁流體是電子材料的新秀。在一定條件下,將含等物質的量的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合,再滴入稍過量的NaOH溶液,可得到分散質粒子直徑大小在36～55nm之間的黑色磁流體。下列說法中正確的是(B)A.所得的分散系屬于懸濁液B.用一束光照射該分散系能產生丁達爾效應C.所得的分散系中分散質為Fe2O3,不能透過濾紙D.分散系為膠體,分散質粒子大小即Fe(OH)3分子直徑大小解析:分散質粒子直徑在36～55nm之間,所得分散系為膠體,不是懸濁液,故A錯誤;該分散系屬于膠體,膠體有丁達爾效應,所以當一束光照射該分散系時會出現光亮的通路,故B正確;分散質是黑色的,而Fe2O3是紅棕色的,則分散質不是Fe2O3,且膠體可以透過濾紙,故C錯誤;該膠體分散質是黑色的,氫氧化鐵膠體為紅褐色,而且膠粒為很多分子的集合體,不是一個分子,故D錯誤。2.制備氫氧化鐵膠體以及在膠體中滴加適量HI溶液,其過程如圖所示,下列說法錯誤的是(A)A.氫氧化鐵膠體帶正電荷,能聚沉水中帶負電荷的雜質B.乙轉化為丙過程中發生聚沉、復分解反應、氧化還原反應C.利用丁達爾效應可驗證乙中是否生成了膠體D.煮沸的目的是促進Fe3+水解生成更多的Fe(OH)3解析:氫氧化鐵膠體不帶電,膠粒帶正電荷,能聚沉水中帶負電荷的雜質,A項錯誤;乙轉化為丙的過程中,氫氧化鐵膠體在HI的作用下,先發生聚沉生成氫氧化鐵沉淀,后氫氧化鐵溶于氫碘酸,發生復分解反應,最后I-被鐵離子氧化,發生氧化還原反應,B項正確;膠體能產生丁達爾效應,溶液不能,因此可利用丁達爾效應驗證乙中是否生成了膠體,C項正確;煮沸能促進氯化鐵水解,則煮沸的目的是促進Fe3+水解生成更多的Fe(OH)3,D項正確。膠體的性質及應用3.膠體是一種重要的分散系,下列說法正確的是(C)A.膠體分散質不能通過濾紙孔隙B.膠體和溶液的本質區別是膠體能夠產生丁達爾效應C.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數小于0.1NAD.將飽和氯化鐵溶液滴加到氨水中可以制得氫氧化鐵膠體解析:膠體分散質的直徑為1～100nm,能通過濾紙孔隙,故A錯誤;膠體和溶液的本質區別是膠體分散質的顆粒大小,故B錯誤;由于膠體粒子是分子的集合體,16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3膠體粒子數小于0.1NA,故C正確;將氯化鐵飽和溶液滴加到氨水中,發生復分解反應,生成沉淀,不是膠體,故D錯誤。4.(2021·天津南開中學月考)《夢溪筆談》是由北宋科學家、政治家沈括撰寫的一部涉及中國自然科學、工藝技術及社會歷史現象的綜合性筆記體著作。其中記載了“巫咸乃濁水,入鹵中,則淤淀鹵脈,鹽遂不成……”,這句話蘊含了化學中膠體的哪種性質(B)A.丁達爾效應 B.聚沉C.電泳 D.滲析解析:當一束光線透過膠體,從垂直入射光方向可以觀察到膠體里出現的一條光亮的“通路”,這種現象叫丁達爾效應,A錯誤;當膠體中被注入電解質溶液時,膠體產生固體沉淀的現象稱為膠體的聚沉,B正確;膠體中的分散質微粒在電場作用下作定向移動的現象,稱為電泳現象,C錯誤;滲析是利用半透膜分離提純膠體的常見操作,D錯誤。5.(2021·云南昆明適應考)中國人食用豆腐已有上千年歷史。東漢《大荒紀聞》記載“(周)幽王時,隸糴(磨碎)豆為乳。王未飲而溫,久為酥烙(乳酪)”。《本草綱目》中第一次明確提出了整套制作豆腐的流程:“豆腐之法,凡黑豆、黃豆及白豆、泥豆、豌豆、綠豆之類,皆可為之。造法:水浸硙碎,濾去渣,煎成,以鹽鹵汁或山礬葉或酸槳、醋淀就釜收之。又有入缸內以石膏末收之”。下列有關敘述錯誤的是(D)A.豆漿主要是豆類蛋白質與水形成的膠體分散系,屬于介穩體系B.取少量豆漿于試管中稀釋,用“激光筆”照射,可觀察到光亮的“通路”C.豆漿中加入鹽鹵汁或石膏,可加快凝聚成豆腐,其原理與江河入海口易形成“三角洲”類似D.用“煎成”后的豆漿制作豆腐,其蛋白質仍然具有生理活性解析:豆漿主要是豆類蛋白質分散在水中形成的膠體分散系(分散質粒子直徑大小為1～100nm),膠體屬于介穩體系,故A正確;膠體具有丁達爾效應,故B正確;江河入海口易形成“三角洲”,就是含有膠體的江河水接觸含電解質的海水發生聚沉,與豆漿中加入鹽鹵汁或石膏可加快凝聚成豆腐的原理都為膠體遇電解質易發生聚沉,故C正確;蛋白質高溫蒸煮時發生變性,失去了生理活性,故D錯誤。溶液、膠體、濁液的比較分散系溶液膠體濁液分散質粒子直徑大小<1nm1～100nm>100nm分散質粒子分子、原子或離子許多分子的集合體或單個高分子巨大數目分子的集合體性質外觀均一、透明均一、有的透明不均一、不透明穩定性穩定介穩體系不穩定能否透過濾紙能能不能半透膜能不能不能是否有丁達爾效應無有無實例NaCl溶液豆漿泥漿水、油水混合物鑒別方法膠體和溶液可通過丁達爾效應鑒別注意:因為膠體和溶液通常都是均一、透明的分散系,所以不能用是否均一、透明來區別膠體和溶液。1.(2021·浙江6月選考