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第一節(jié) 物質(zhì)的分類與轉(zhuǎn)化
第一章 物質(zhì)及其變化
第1課時 物質(zhì)的分類
根據(jù)組成和性質(zhì)對物質(zhì)分類
01
分散系及其分類
02
膠體的制備和應用
03
課堂練習
04
考點 · 突破
Exam Points
Breakthrough
鞏固提升
05
EPB
考點突破
01
根據(jù)組成和性質(zhì)對物質(zhì)分類
(1)上述三種碳的單質(zhì)是同種物質(zhì)嗎？它們的性質(zhì)相同嗎？
(2)上述碳的單質(zhì)叫作碳的同素異形體，你能歸納出同素異形體的定義嗎？
【情境】面對豐富多彩的物質(zhì)世界，你是否想過：這些物質(zhì)之間有什么內(nèi)在聯(lián)系？物質(zhì)可以分類認識和研究嗎？如果可以，怎樣分類才能更有效地幫助我們認識物質(zhì)世界呢？
【解析】不是同種物質(zhì)；性質(zhì)不相同。
【解析】由同一種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)，叫作這種元素的同素異形體。
【問題探究】
1．自然界中存在碳元素多種形態(tài)的單質(zhì)。如金剛石、石墨、C60等。
(3)石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成金剛石，這種轉(zhuǎn)化是物理變化還是化學變化？
(4)除碳元素的三種同素異形體外，你還知道哪些同素異形體？
【解析】同素異形體間的轉(zhuǎn)化是化學變化。
【解析】O2和O3(臭氧)；白磷與紅磷等。
2．含碳元素物質(zhì)的家族(如圖所示)
(1)CO、CO2都是非金屬氧化物，二者都是酸性氧化物嗎？你判斷的依據(jù)是什么？寫出CO2與澄清石灰水反應的化學方程式。
(2)純堿的化學式是 ，它屬于 (填“正鹽”“酸式鹽”或“堿式鹽”，下同)。食用小蘇打的主要成分是 ，它屬于酸式鹽。
【解析】CO2是酸性氧化物，而CO不是；依據(jù)是CO2能與堿反應生成鹽和水，CO與堿不反應；CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
Na2CO3；正鹽；NaHCO3
(3)鐘乳石、石筍的主要成分是 ，它屬于 (填“酸”“堿”或“鹽”)。
CaCO3，鹽
現(xiàn)象：有大量氣泡冒出，
木條復燃
3．分類可以幫助人們更好地認識物質(zhì)的性質(zhì)，厘清物質(zhì)間的關系，有利于對物質(zhì)進行分類學習。同種物質(zhì)按不同的分類方法可得到不同的物質(zhì)類別。請將下列5種堿按不同的分類方法進行分類(填代號)。
A．NaOH B．KOH C．Mg(OH)2 D．Ba(OH)2 E．Fe(OH)3
堿 按電離出OH—的數(shù)目分類 一元堿
二元堿
三元堿
按溶解性分類 可溶性堿
不溶性堿
按強弱分類 強堿
弱堿
A、B
C、D
E
A、B、D
C、E
A、B、D
C、E
現(xiàn)象：有大量氣泡冒出，
木條復燃
歸納總結(jié)
1．分類的概念與意義
（1）概念：根據(jù)研究對象的共同點和差異點，將它們區(qū)分為不同種類和層次的科學方法。
（2）意義：①有利于人們對研究對象分門別類地進行深入研究，揭示事物的本質(zhì)特征。
②可以發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其變化的規(guī)律，預測物質(zhì)的性質(zhì)及可能發(fā)生的變化。
2．物質(zhì)的分類方法
(1)樹狀分類法：根據(jù)研究對象的共同點和差異點，將它們區(qū)分為不同的種類，而且形成有一定從屬關系的不同等級系統(tǒng)的一種分類方法。
①依據(jù)物質(zhì)的組成進行分類
②依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進行分類(以氧化物為例)
(1)部分酸性氧化物能與水反應生成相應的酸，如CO2＋H2O===H2CO3等；酸性氧化物通常能與堿性氧化物反應生成相應的鹽，如CO2＋CaO===CaCO3等。
(2)部分堿性氧化物能與水反應生成相應的堿，如CaO＋H2O===Ca(OH)2等；堿性氧化物通常能與酸性氧化物反應生成相應的鹽。
(3)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；酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，非金屬氧化物也不一定是酸性氧化物，如：Mn2O7是酸性氧化物，但屬于金屬氧化物；CO是非金屬氧化物，但不是酸性氧化物。
易錯點
(2)交叉分類法：根據(jù)不同的分類標準對同一事物進行分類的一種分類方法。
①某些鹽的交叉分類
分散系及其分類
②某些酸的交叉分類
③某些氧化物的交叉分類
分散系及其分類
易錯點
課堂練習
1．下列物質(zhì)互為同素異形體的是
A．H2O2和H2O B．O2和O3 C．CO2和CO D．O2-和O2+
分散系及其分類
【答案】B
【解析】A．H2O2和H2O不是單質(zhì)，不互為同素異形體，故A不選；
B．O2和O3是O元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故B選；
C．CO2和CO不是單質(zhì)，不互為同素異形體，故C不選；
D．O2-和O2+不是單質(zhì)，不互為同素異形體，故D不選；
故選B。
2．分類法是化學學習中的一種重要方法，物質(zhì)的分類如圖所示，
由圖判斷下列說法中錯誤的是
A.甲圖的分類方法屬于樹狀分類法，采用樹狀分類法還可將化合物分為電解質(zhì)和非電解質(zhì)
B.乙圖所示的分類方法屬于交叉分類法，Na2CO3既屬于鈉鹽又屬于正鹽
C.丙圖堿性氧化物一定是金屬氧化物，酸性氧化物一定是非金屬氧化物
D.丁圖四大基本反應不能包括所有的化學反應，例如工業(yè)生產(chǎn)中的高爐煉鐵反應
分散系及其分類
【答案】C
【解析】A．Na2CO3屬于鹽，A錯誤； B．NO屬于不成鹽氧化物，B錯誤；
C．KOH 為堿，HNO3為酸，CaCO3為鹽，CaO堿性氧化物， Mn2O7為酸性氧化物，C正確；
D．Na2O2不是堿性氧化物，D錯誤；
故選C。
分散系及其分類
4．實驗室中的藥品常按物質(zhì)的性質(zhì)、類別等有規(guī)律地放置。藥品用完后要放到指定位置。在做“酸的性質(zhì)”實驗時，實驗桌上部分藥品的擺放如圖。小艾同學取用氫氧化鉀溶液后應把它放回的位置是(　　)
【解析】選D　KOH、NaOH均屬于堿，因此應放到D位置。
EPB
考點突破
02
分散系及其分類
【情境】酒、牛奶、奶昔都是飲料，它們的狀態(tài)有所不同，但都是分散系。
分散系是指一種(或多種)物質(zhì)以粒子形式分散到另一種(或多種)物質(zhì)中所形成的混合物。分散系存在比較廣泛，大家熟知的溶液都是分散系。
1．有下列分散系：①飽和食鹽水 ②食醋 ③霧 ④云 ⑤淀粉溶液⑥血液 ⑦泥水 ⑧煙水晶 ⑨有色玻璃 ⑩石灰乳 豆?jié){ 牛奶
【問題探究】
(1) 上述分散系中屬于溶液的有________(填序號，下同)，屬于濁液的有________，屬于膠體的有________。
【解析】①② ⑦⑩ ③④⑤⑥⑧⑨
(2)分散系②⑤⑥⑦⑩中分散質(zhì)能透過濾紙的有______。
【解析】②⑤⑥
(3)上述分散系是氣溶膠的有______，固溶膠的有______。
(4)證明淀粉溶液是膠體的方法叫做______________。
【解析】③④ ⑧⑨
【解析】丁達爾效應
歸納總結(jié)
1．分散系的組成
分散系 分散質(zhì) 分散系中被分散成粒子的物質(zhì)。如溶液中的溶質(zhì)是分散質(zhì)。
分散劑 分散系中容納分散質(zhì)的物質(zhì)。如溶液中的溶劑是分散劑。
分散系及其分類
2．分散系的分類
分析指出下列分散系各自的分散質(zhì)、分散劑，比較分散質(zhì)、分散劑的存在狀態(tài)(填寫下表)。
分散系 分散質(zhì) 分散劑
煙 微小塵埃(固) 空氣(氣)
霧 微小液滴(液) 空氣(氣)
碘酒 碘(固) 酒精(液)
食鹽水 食鹽(固) 水(液)
有色玻璃 金屬氧化物(固) 玻璃(固)
(1)依據(jù)分散質(zhì)和分散劑的狀態(tài)，用交叉分類法對分散系進行分類，分散系可分為9類，如圖所示：
(2)依據(jù)分散質(zhì)粒子的直徑大小，分散系可分為3類。
①分類
②圖示：
分散系及其分類
3．類分散系的比較
分散系 溶液 膠體 濁液
分散質(zhì)粒子的直徑 <1 nm 1～100 nm >100 nm
分散質(zhì) 粒子的種類 單個小分 子或離子 多分子(離子)集合體或高分子 巨大數(shù)目分子或離子集合體(固體小顆粒或小液滴)
性質(zhì) 外觀特征 均一、透明 均一、透明 不均一、不透明
穩(wěn)定性 穩(wěn)定 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定
能否透過 濾紙 能 能 不能
能否透過 半透膜 能 不能 不能
實例 食鹽水 豆?jié){ 泥水
分散系及其分類
易錯點
(1)膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是膠體粒子直徑為1～100 nm，這是膠體區(qū)別于其他分散系的本質(zhì)特征，也是判斷物質(zhì)是不是膠體的依據(jù)。
(2)Fe(OH)3膠體粒子是由許多Fe(OH)3小分子聚集在一起形成的微粒，直徑為1～100 nm，這樣的膠體稱為粒子膠體。
(3)淀粉屬于高分子化合物，單個分子的直徑在1～100 nm范圍之內(nèi)，這樣的膠體稱為分子膠體。
(4)納米材料(粒子直徑從幾納米至幾十納米的材料)不是膠體，只有納米材料分散到分散劑中才可以形成膠體。
課堂練習
1．20世紀末，納米科技開始為世人所矚目，以下分散系的分散質(zhì)粒子與納米粒子的大小大致相當?shù)氖?br/>A．澄清石灰水 B．新制Cu(OH)2的懸濁液 C．NaCl溶于酒精中形成膠體 D．食鹽水
【答案】C
【解析】A．澄清石灰水是溶液，分散質(zhì)粒子直徑小于1nm，A不符合題意；
B．新制Cu(OH)2的懸濁液，分散質(zhì)粒子直徑大于100nm，B不符合題意；
C．氯化鈉溶于酒精中形成膠體，分散質(zhì)粒子直徑在1-100nm之間，符合納米粒子的標準，C符合題意；
D．食鹽水是溶液，分散質(zhì)粒子直徑小于1nm，D不符合題意；
2．將納米碳（粒子直徑為幾納米至幾十納米的材料）均勻地分散到蒸餾水中，形成的液體．下列關于該液體說法錯誤的是
A．能透過羊皮紙 B．能透過濾紙 C．能產(chǎn)生丁達爾效應 D．一段時間內(nèi)可穩(wěn)定存在
【答案】A
【解析】A．羊皮紙是半透膜，膠體不能透過半透膜，A錯誤；
B．膠體可以透過濾紙，B正確；
C．膠體能產(chǎn)生丁達爾效應，C正確；
D．膠體具有介穩(wěn)性，一段時間內(nèi)可穩(wěn)定存在，D正確；
故選A。
3．有下列分散系：①飽和食鹽水 ②食醋 ③霧 ④云 ⑤淀粉溶液 ⑥血液 ⑦泥水 ⑧煙水晶 ⑨有色玻璃 ⑩石灰乳 豆?jié){ 牛奶。請思考回答下列問題：
(1)上述分散系中屬于溶液的有 (填序號，下同)，屬于濁液的有 ，屬于膠體的有 。
(2)分散系②⑤⑥⑦⑩中分散質(zhì)能透過濾紙的有 。
(3)上述分散系是氣溶膠的有 ，固溶膠的有 。
分散系及其分類
【答案】(1) ①② ⑦⑩ ③④⑤⑥⑧⑨
(2)②⑤⑥
(3) ③④ ⑧⑨
【分析】①飽和食鹽水是氯化鈉的水溶液，屬于溶液；②食醋是醋酸的水溶液，屬于溶液；③霧是氣溶膠；④云是氣溶膠；⑤淀粉是大分子化合物，淀粉溶液是膠體；⑥血液屬于膠體；⑦泥水是濁液；⑧煙水晶固溶膠；⑨有色玻璃是固溶膠；⑩石灰乳屬于懸濁液； 豆?jié){屬于膠體； 牛奶屬于膠體；
【解析】（1）根據(jù)以上分析，上述分散系中屬于溶液的有①飽和食鹽水、②食醋，屬于濁液的有⑦泥水、⑩石灰乳，屬于膠體的有③霧、④云、⑤淀粉溶液、⑥血液、⑧煙水晶、⑨有色玻璃、 豆?jié){、 牛奶。
（2）膠體、溶液都能通過濾紙，濁液不能通過濾紙，分散系②⑤⑥⑦⑩中分散質(zhì)能透過濾紙的有②食醋 、⑤淀粉溶液、⑥血液；
（3）上述分散系是氣溶膠的有③霧、④云，固溶膠的有⑧煙水晶、⑨有色玻璃；
EPB
考點突破
03
膠體的制備和應用
【情境】Fe(OH)3膠體的制備與性質(zhì)
【實驗1】　Fe(OH)3膠體的制備
實驗操作 向100 mL小燒杯中加入40 mL蒸餾水并加熱至沸騰，向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3飽和溶液，繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱，如上圖1所示
實驗現(xiàn)象 燒杯中的液體呈 色
反應原理(化學方程式) FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(膠體)＋3HCl
實驗結(jié)論 反應得到的紅褐色液體是
紅褐
Fe(OH)3膠體
(1)如何區(qū)分食鹽水和Fe(OH)3膠體？
(2) Fe(OH)3膠體能產(chǎn)生丁達爾效應的原因是什么？
【解析】能發(fā)生丁達爾效應的是Fe(OH)3膠體，不能發(fā)生丁達爾效應的是食鹽水。
【解析】Fe(OH)3膠體粒子直徑為1～100 nm，膠體粒子對光線有散射作用。
【實驗2】　膠體的性質(zhì)
實驗操作 把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3膠體的燒杯置于暗處，分別用紅色激光筆照射燒杯中的液體，在與光束垂直的方向進行觀察，如上圖2所示 實驗現(xiàn)象 Fe(OH)3膠體 形成一條
CuSO4溶液 無明顯現(xiàn)象
實驗結(jié)論 Fe(OH)3膠體具有的性質(zhì)是 光亮的“通路”
丁達爾效應
【問題探究】
(3)實驗1中能否利用NaOH溶液與FeCl3飽和溶液反應制取Fe(OH)3膠體？其原因是什么？
【解析】不能；因為NaOH溶液與FeCl3飽和溶液反應生成Fe(OH)3沉淀而得不到Fe(OH)3膠體。
歸納總結(jié)
1．Fe(OH)3膠體的制備方法
反應的化學方程式為FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(膠體)＋3HCl。
易錯點
(1)書寫制備Fe(OH)3膠體的化學方程式時，要注明“膠體”，不能用“↓”符號。
(2)Fe(OH)3膠體中的1個膠體粒子不是1個Fe(OH)3分子(粒子直徑<1 nm)，而是很多個Fe(OH)3分子聚集在一起形成的粒子直徑在1～100 nm的集合體。

2．膠體的性質(zhì)
3．常見的丁達爾效應
如下圖所示，①②③是氣溶膠的丁達爾效應，④是液溶膠的丁達爾效應，⑤是固溶膠的丁達爾效應。
【知識拓展】
1．膠體的聚沉
膠體能穩(wěn)定存在的重要因素是膠體吸附離子而帶有電荷，膠體聚沉的原理即中和膠體粒子的電荷或加快膠體粒子的熱運動以增加膠體粒子的結(jié)合機會。常用方法如下：
(1)加入可溶性鹽
向膠體中加入可溶性鹽溶液，產(chǎn)生的陽離子或陰離子所帶的電荷與膠體粒子所帶的電荷中和，從而使膠體粒子聚集成較大的粒子，在重力作用下形成沉淀析出。
(2)加入帶相反電荷膠體粒子的膠體
帶相反電荷的膠體粒子相混合時，也會發(fā)生聚沉。
(3)加熱膠體
溫度升高，膠體粒子運動加劇，它們之間的碰撞機會增多，從而使膠體粒子對離子的吸附作用減弱，即減弱膠體的穩(wěn)定因素，導致膠體聚沉。例如，使用微波手術刀進行外科手術，可使開刀處的血液迅速凝固而減少失血。
應用：明礬的成分是KAl(SO4)2·12H2O，明礬溶于水后，Al3＋與水發(fā)生反應生成的Al(OH)3膠體粒子(帶正電荷)與泥沙膠體粒子(帶負電荷)中和，使膠體粒子不帶電，共同聚沉，使水得到凈化，所以明礬可用作凈水劑。
應用：①在河流入海口處就形成所謂的“三角洲”。②土壤膠體的保肥作用。
③FeCl3溶液可以止血。④用豆?jié){做豆腐。
分散系及其分類
2．膠體的凈化方法——滲析
(1)概念 離子和小分子的直徑很小，可以透過半透膜(由膀胱、雞蛋內(nèi)膜、牛皮紙、膠棉薄膜、玻璃紙等制成，有非常細小的孔，只能允許較小的離子、分子透過)，而膠體粒子不能透過，這種使離子或分子從膠體中分離出去的操作叫滲析(也叫透析)。滲析實驗能夠證明膠體粒子比溶液粒子直徑大。
(2)應用 通過滲析可以達到凈化、提純膠體的目的。
例如：提純Fe(OH)3膠體。由于Fe(OH)3膠體是由FeCl3飽和溶液制成的：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl，從反應可以看出，F(xiàn)e(OH)3膠體中可能含有較多的H＋和Cl－，可以用滲析的方法把Cl－除去，具體操作如圖所示，將Fe(OH)3膠體放在羊皮紙制成的半透膜中，浸在蒸餾水中，一段時間后，向蒸餾水中加入AgNO3溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說明Cl－透過半透膜進入了蒸餾水中，而紅褐色的Fe(OH)3膠體仍留在半透膜袋中，這樣就使Fe(OH)3膠體得以提純。
分散系及其分類
3．電泳現(xiàn)象
在外加電場作用下，膠體粒子在分散劑里向電極（陰極或陽極）做定向移動的現(xiàn)象，叫做電泳。
左側(cè)與電源的負極相連，右側(cè)與電源的正極相連；經(jīng)過一段時間，左側(cè)顏色變深，說明 Fe(OH)3膠體微粒向左側(cè)移動，從而證明Fe(OH)3膠體微粒帶正電荷。
課堂練習
課堂練習
課堂練習
3．當光束通過下列物質(zhì)時，不會出現(xiàn)丁達爾效應的是
①Fe(OH)3膠體 ②水 ③蔗糖溶液 ④FeCl2溶液 ⑤云、霧
A．②④⑤ B．③④⑤ C．②③④ D．①③④
EPB
考點突破
04
鞏固提升
01
練習與應用
練習與應用
02
2．按照物質(zhì)的樹狀分類和交叉分類，HClO應屬于
①酸②氫化物③氧化物④含氧酸⑤難揮發(fā)性酸⑥強氧化性酸⑦一元酸⑧化合物⑨混合物
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①④⑥⑦⑧ C．①⑨ D．①④⑤⑥⑦
【答案】B
【解析】HClO為酸，屬于化合物，含有O元素，為含氧酸，HClO具有強氧化性，易揮發(fā)，為強氧化性酸，1個HClO能電離出1個H+ ，為一元酸；
符合的有①④⑥⑦⑧；答案選B。
03
練習與應用
下列物質(zhì)按氧化物、酸、堿、鹽、混合物的順序排列的是
A．水、碳酸、硫酸鐵、碳酸鈉、空氣
B．五氧化二磷、乙酸、氫氧化鈣、硫酸鎂、膽礬
C．氯酸鉀、硝酸、氫氧化銅、硫酸亞鐵、天然氣
D．氧化鐵、磷酸、氫氧化鉀、氯化鈉、石油
【答案】D
【解析】A．硫酸鐵屬于鹽，A錯誤； B．膽礬是純凈物，B錯誤；
C．氯酸鉀屬于鹽，C錯誤；D．氧化鐵、磷酸、氫氧化鉀、氯化鈉、石油依次為氧化物、酸、堿、鹽、混合物，D正確；
故選D。
練習與應用
04
【答案】B
【解析】①有一種元素組成的物質(zhì)不一定是純凈物，如氧氣和臭氧組成的物質(zhì)為混合物，故錯誤；
②冰水混合物只含有一種物質(zhì)，是純凈物，故正確；
③金屬氧化物不一定是堿性氧化物，如Mn2O7為酸性氧化物，故正確；
④非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO屬于不成鹽氧化物，故正確；
⑤CuSO4 5H2O是化合物，屬于純凈物，故錯誤；
故選：B。
練習與應用
05
下列有關膠體的說法正確的是
A．只能用丁達爾效應區(qū)別膠體與溶液
B．膠體的分散質(zhì)可以是固體、液體或氣體
C．將幾滴NaOH溶液滴入FeCl3飽和溶液中制備Fe(OH)3膠體
D．可以用普通濾紙將膠體粒子過濾出來
【答案】B
【解析】A．可以用丁達爾效應區(qū)別膠體與溶液，另外膠體可以發(fā)生電泳，而溶液則不同，如果是非電解質(zhì)溶液沒有電泳現(xiàn)象，如果是電解質(zhì)溶液，通電時會發(fā)生電解現(xiàn)象，故也可以通過電泳來區(qū)別某些膠體與溶液，A錯誤；
B．膠體的分散質(zhì)可以是固體、液體或氣體，B正確；
C．向沸水中滴入幾滴飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即制得Fe(OH)3膠體，C錯誤；
D．膠體的分散質(zhì)粒子能透過濾紙，不可以用普通濾紙將膠體粒子過濾出來，D錯誤；
故選B。
練習與應用
06
07
練習與應用
練習與應用
08
12．下列4組物質(zhì)中均有一種物質(zhì)的類別與其他3種不同。
A．Fe2O3、Na2O、SO2、CuO
B．純堿、氯化鈉、氫氧化鋇、硫酸鈉
C．霧、Fe(OH)3膠體、稀豆?jié){、CuSO4
D．HCl、SiO2、H2SO4、HNO3
(1)以上4組物質(zhì)中類別不同的物質(zhì)依次是________、________、________、________。
(2)寫出制備Fe(OH)3膠體的方法：________________________
【解析】A組，SO2為非金屬氧化物、酸性氧化物，其他為金屬氧化物、堿性氧化物；B組，氫氧化鋇屬于堿，其他屬于鹽；C組，CuSO4屬于純凈物，其他屬于混合物；D組，SiO2屬于酸性氧化物，其他屬于酸。
【答案】(1)SO2　氫氧化鋇　CuSO4　SiO2
(2)向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3飽和溶液，繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色，停止加熱
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