版新高考化学第2章元素与物质世界第1节元素与物质的分类传统化学文化教学案鲁科版.docx
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版新高考化学第2章元素与物质世界第1节元素与物质的分类传统化学文化教学案鲁科版
第1节 元素与物质的分类 传统化学文化
课标解读
要点网络
1.了解分子、原子、离子和原子团等概念的含义。
2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。
3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。
4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
5.了解胶体是一种常见的分散系。
了解溶液和胶体的区别。
6.了解化学的主要特点是在原子、分子水平上认识物质。
了解化学可以识别、改变和创造分子。
7.了解化学与传统文化的关系。
物质的组成和分类
1.物质的组成
(1)构成微粒
(2)元素、物质及微粒间的关系
①宏观上物质是由元素组成的,微观上物质是由分子、原子或离子构成的。
②元素与物质的关系:
元素
(3)同素异形体
①同种元素形成的不同单质叫同素异形体。
②同素异形体之间的性质差异主要体现在物理性质上,同素异形体之间的转化属于化学变化。
(4)物质类别
①纯净物:
由同种单质或化合物组成的物质。
②混合物:
由几种不同单质或化合物组成的物质。
③氧化物:
由两种元素组成,其中一种为氧元素的化合物。
a.酸性氧化物:
能与碱反应只生成盐和水的氧化物。
如CO2、SO2。
b.碱性氧化物:
能与酸反应只生成盐和水的氧化物。
如CaO、CuO。
c.两性氧化物:
既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
如Al2O3。
④酸:
电离出的阳离子全部是H+的化合物。
⑤碱:
电离出的阴离子全部是OH-的化合物。
⑥盐:
金属阳离子或铵根离子与酸根阴离子构成的化合物。
[补短板]
(1)相同元素组成的物质不一定为纯净物,如O2与O3的混合物。
(2)分子式相同的物质组成的物质不一定为纯净物,如正丁烷与异丁烷的混合物。
(3)高分子化合物属于混合物(如淀粉、聚乙烯)。
(4)一个一元强酸分子一定能电离出一个H+,电离出一个H+的不一定是一元酸(如NaHSO4)。
(5)盐中的阳离子不一定是金属阳离子,也可能是NH
。
(6)物质不一定都是由分子构成。
如金刚石由原子构成,NaCl由离子构成。
(7)测定固体是否为纯净物的一般方法是测定是否有固定的熔点。
2.物质的分类
(1)交叉分类法——从不同角度对物质进行分类。
(2)树状分类法——按不同层次对物质进行逐级分类,各层之间属于包含关系。
[补短板]
物质分类的“三大误区”
(1)误认为一种物质只有一种分类结果
实际上同一种物质按不同的分类标准,可属于不同的类别,如:
Na2CO3属于钠盐、碳酸盐、含氧酸盐、正盐等。
(2)误认为溶液呈酸性的物质一定是酸,溶液呈碱性的物质一定是碱
如:
①NaHSO4、CuSO4、NH4Cl溶液呈酸性,这些物质均属盐。
②Na2CO3、NaHCO3溶液呈碱性,这些物质均属盐。
(3)误认为金属氧化物、非金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物相对应
如:
①酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7。
非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO。
②碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3属于两性氧化物。
(1)人们可以利用先进的化学技术,选择适宜的条件,利用化学反应制造新的原子。
( )
(2)冰水混合而形成混合物,聚乙烯为纯净物。
( )
(3)Fe2O3、Al2O3、Mn2O7、CrO3均与酸反应,均属于碱性氧化物。
( )
(4)NaHSO4、NaHSO3的水溶液呈酸性,故二者既属于酸又属于盐。
( )
(5)H3PO4、H3PO3、H3PO2均为三元弱酸。
( )
[答案]
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)×
(1)①能电离出H+的化合物都是酸吗?
_____________________________。
②CH3COOH属于几元酸?
________;已知H3PO2的结构为
属于一元酸,写出H3PO2与足量NaOH反应的化学方程式_____________________,NaH2PO2的水溶液呈________性(填“酸”“碱”“中”)。
(2)①含氧的化合物都是氧化物吗?
__________。
②只含一种元素的物质都是纯净物吗?
________。
③C2H6O只是表示一种分子吗?
________。
[答案]
(1)①不一定,如NaHSO4 ②一元酸 H3PO2+NaOH===NaH2PO2+H2O 碱
(2)①不一定,如H2SO4 ②不一定,如金刚石与石墨的混合物 ③不是,可以表示乙醇或甲醚(CH3OCH3)
命题点 物质的组成和分类
1.(2019·试题调研)工业上利用矿物资源的流程图如下,下列说法正确的是
( )
A.转化产物中Al2O3、FeO均为碱性氧化物,碱性氧化物一定是金属氧化物
B.制备玻璃过程中,石灰石的主要成分属于盐类,纯碱属于碱类,二者均能与盐酸反应
C.在制备纯硅过程时,涉及的反应均为置换反应
D.黄铜矿(主要成分为CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物
D [Al2O3属于两性氧化物,FeO属于碱性氧化物,碱性氧化物均为金属氧化物,A错误;石灰石的主要成分为碳酸钙,属于盐类,纯碱是碳酸钠,也属于盐类,二者均能与盐酸反应,B错误;硅与氯气反应生成四氯化硅的反应属于化合反应,C错误;根据CuFeS2与O2反应的原理,Cu与O化合价均降低,可以推断出产物Cu2S、FeO均是还原产物,D正确。
]
2.下列物质的分类正确的是( )
选项
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
B
NaOH
HCl
NaCl
Na2O
NO
C
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
Mn2O7
D
NaOH
HCl
CaF2
Na2O2
SO2
C [A项,Na2CO3、NaOH、SO2依次为盐、碱、酸性氧化物,错误;B项,NO不是酸性氧化物,错误;D项,Na2O2不是碱性氧化物,错误。
]
3.下列物质中,属于纯净物的是( )
①陶瓷 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤胆矾 ⑥氯水⑦液氯
A.①③⑤ B.②④⑥
C.⑤⑦D.⑥⑦
[答案] C
4.有下列物质:
①氧气 ②二氧化碳 ③臭氧(O3) ④盐酸 ⑤铁 ⑥碳酸钠 ⑦空气 ⑧氢氧化钠 ⑨冰水混合物 ⑩乙醇 ⑪甲醚
(1)其中由分子直接构成的纯净物有____________________(填序号,下同)。
(2)由原子直接构成的纯净物有_____________________________________。
(3)由离子直接构成的纯净物有_____________________________________。
(4)互为同素异形体的是___________________________________________。
(5)属于单质的有_________________________________________________。
(6)属于化合物的有_______________________________________________。
(7)属于混合物的有_______________________________________________。
(8)互为同分异构体的是___________________________________________。
[答案]
(1)①②③⑨⑩⑪
(2)⑤ (3)⑥⑧ (4)①③ (5)①③⑤ (6)②⑥⑧⑨⑩⑪ (7)④⑦ (8)⑩⑪
熟记常见混合物
(1)气体混合物:
空气、水煤气(CO和H2)、爆鸣气(H2和O2)、天然气(主要成分是CH4)、焦炉气(主要成分是H2和CH4)、高炉煤气、石油气、裂解气。
(2)液体混合物:
氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、浓硫酸、盐酸、汽油、植物油、胶体。
(3)固体混合物:
大理石、碱石灰、漂白粉、高分子化合物、玻璃、水泥、合金、铝热剂。
物质的性质及其类别转化
1.物质的性质和变化
(1)物质的性质
①物理性质主要表现在颜色、熔沸点、硬度、状态、气味、溶解性、导电性、导热性、密度、光泽和延展性等。
②化学性质主要表现在金属性、非金属性、可燃性、还原性、氧化性、酸碱性、稳定性等。
(2)物质的变化
物理变化
化学变化
特征(宏观上)
没有新物质生成
有新物质生成
实质(微观上)
只有化学键的断裂或生成,或两者均没有发生变化
有旧化学键的断裂,同时有新化学键的生成
提醒:
熟记常见物理变化与化学变化
(1)常见的物理变化:
①物质三态变化;②金属导电;③蒸馏和分馏;④挥发、升华;⑤吸附、盐析、渗析;⑥溶解、潮解;⑦焰色反应。
(2)常见的化学变化:
①风化、硫化、老化、裂化、硝化、钝化、硬化、氢化、水化、皂化、炭化、催化、酯化、同素异形体的相互转化;②脱水;③干馏、爆炸;④电解、电镀、电化学腐蚀、电解质溶液导电;⑤煤的液化与气化。
2.物质的转化
(1)化学反应的分类
化学反应
(2)酸、碱、盐、氧化物和单质之间的转化
①强酸制弱酸:
如实验室制CO2和SO2,其离子方程式分别为
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O和SO
+2H+===SO2↑+H2O。
②强碱制弱碱:
如制NH3,NH4Cl+NaOH
NaCl+NH3↑+H2O。
③易溶物转化为难溶物:
如AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3。
④难溶物转化为更难溶物:
如3Mg(OH)2+2FeCl3===3MgCl2+2Fe(OH)3。
⑤难挥发物转化为易挥发物:
如
NaCl+H2SO4(浓)
HCl↑+NaHSO4。
⑥置换反应:
如
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,
Zn+FeSO4===Fe+ZnSO4。
⑦化合反应:
如
2Cu+O2
2CuO,S+O2
SO2。
(1)H2、CO的可燃性与还原性均体现化学性质。
( )
(2)Fe、Al、Cu久置于潮湿空气中均变为氧化物。
( )
(3)CO还原CuO的反应属于置换反应。
( )
(4)酸性氧化物一定是非金属氧化物,且能与水反应生成相应的酸。
( )
(5)冰的液化与煤的液化均为物理变化。
( )
[答案]
(1)√
(2)× (3)× (4)× (5)×
已知下列转化关系
请回答:
(1)①③④⑤的基本反应类型分别为________、______、________、________。
(2)写出上述转化所对应的化学方程式:
③_____________________________________________________________。
④_____________________________________________________________。
⑤_____________________________________________________________。
[答案]
(1)化合反应 置换反应 复分解反应 复分解反应
(2)③Ca+2H2O===Ca(OH)2+H2↑
④Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
⑤CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
命题点1 物质的性质及变化
1.(2019·济南模拟)《天工开物》中的《燔石》篇载有:
“百里内外,土中必生可燔石……掘取受燔……火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉。
急用者以水沃之,亦自解散……用以砌墙石,则筛去石块,水调粘合。
”其中不涉及的物质是( )
A.石膏 B.石灰石
C.熟石灰D.生石灰
A [“火力到后,烧酥石性”,发生反应:
CaCO3
CaO+CO2↑;“急用者以水沃之,亦自解散”,发生反应:
CaO+H2O===Ca(OH)2;“用以砌墙石,则筛去石块,水调粘合”,发生反应:
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O,没有涉及的物质是石膏(CaSO4·2H2O),A项符合题意。
]
2.(双选)(2019·郑州模拟)科学家将水置于足够强的电场中,在20℃时水分子瞬间凝固可形成“暖冰”。
某兴趣小组做如图所示实验,发现烧杯中酸性KMnO4溶液退色,且有气泡产生。
将酸性KMnO4溶液换成FeCl3溶液,烧杯中溶液颜色无变化,但有气泡产生。
则下列说法正确的是( )
A.20℃时,水凝固形成“暖冰”所发生的变化是物理变化
B.“暖冰”是水置于足够强的电场中形成的混合物
C.烧杯中液体为FeCl3溶液时,产生的气体为Cl2
D.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
AD [水凝固形成“暖冰”的过程中只有水的状态发生了变化,没有生成新物质,故所发生的变化是物理变化,A项正确,B项错误;酸性KMnO4溶液退色,说明H2燃烧生成了具有还原性的物质,该物质被氧化产生气体,故有气泡产生,结合元素守恒,推测该物质为H2O2,H2O2在Fe3+的作用下分解产生O2,故将酸性KMnO4溶液换成FeCl3溶液,溶液颜色不变化,但有气泡产生,C项错误,D项正确。
]
3.下列变化中,前者是物理变化,后者是化学变化,且都有明显颜色变化的是( )
A.打开盛装NO的集气瓶;冷却NO2气体
B.用冰水混合物冷却SO3气体;加热氯化铵晶体
C.木炭吸附NO2气体;将氯气通入品红溶液中
D.向品红溶液中加入Na2O2;向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液
C [A项,前者发生化学反应:
2NO+O2===2NO2;B项,加热氯化铵晶体分解产生HCl和NH3,发生的是化学变化,没有明显颜色变化;D项,前者为Na2O2的氧化性漂白为化学变化。
]
物理变化和化学变化的判断方法
命题点2 酸、碱、盐、氧化物、单质之间的转化
4.(2019·武汉名校联考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Fe
FeCl2
Fe(OH)2
B.CaCO3
CaO
CaSiO3
C.Al2O3
Al(OH)3
Na[Al(OH)4]
D.S
SO3
H2SO4
B [Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,A项错误;B项所示转化的化学方程式为CaCO3
CaO+CO2↑、CaO+SiO2
CaSiO3,B项正确;Al2O3难溶于水,不与水反应,C项错误;S在氧气中燃烧生成SO2,D项错误。
]
5.下表各组物质中,可以实现X
Y
Z(每步只发生一个反应)所示转化的是( )
选项
X
Y
Z
M
A
Fe
FeO
Fe2O3
O2
B
C
CO
CO2
O2
C
CO2
Na2CO3
NaHCO3
NaOH
D
AlO
Al(OH)3
Al3+
CO2
B [A项,Fe
Fe3O4,错误;C项,Na2CO3与NaOH不反应,错误;D项,Al(OH)3与CO2不反应,错误。
]
6.物质A、B、C、D满足下列连续氧化的转化关系:
A
B
C
D(酸或碱)
(1)若D为碱,则A、B、C、D分别为________、________、________、________;并写出其转化关系__________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)若D为酸,则满足上述转化关系的物质分别有_____________________;并分别写出其转化关系_______________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[答案]
(1)Na Na2O Na2O2 NaOH
Na
Na2O
Na2O2
NaOH
(2)N2、NH3、S、H2S、C
N2:
N2
NO
NO2
HNO3、
NH3:
NH3
NO
NO2
HNO3、
S:
S
SO2
SO3
H2SO4、
H2S:
H2S
SO2
SO3
H2SO4、
C:
C
CO
CO2
H2CO3
分散系 胶体
1.分散系
(1)组成
(2)分类
把分散系分为溶液、胶体和浊液的本质标准是:
分散质微粒直径的大小。
可用如下方式直观地表示:
(3)三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质微粒
单个小分子或离子
高分子或多分子集合体
巨大数目的分子集合体
性
质
外观
均一、透明
均一
不均一、不透明
稳定性
稳定
较稳定
不稳定
能否透
过滤纸
能
能
不能
能否透过
半透膜
能
不能
不能
鉴别
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置分层或沉淀
2.Fe(OH)3胶体的制备
(1)实验操作
(2)反应原理:
FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3HCl(写化学方程式)。
(3)书写制备Fe(OH)3胶体化学方程式的四个易错点
①用“===”而不用“
”。
②Fe(OH)3分子式后注明胶体而不使用“↓”符号。
③反应条件是“△”。
④HCl后不能标“↑”符号。
3.胶体的本质特征、性质及应用
(1)本质特征:
分散质微粒直径为1~100_nm。
(2)胶体的性质及应用
①丁达尔效应(现象)
可见光束通过胶体时,会出现光亮的通路现象。
应用:
鉴别溶液和胶体。
②聚沉
胶体微粒聚集成为较大的微粒,在重力作用下形成沉淀析出,这种胶体形成沉淀析出的现象称为聚沉。
使胶体聚沉的方法有a.加入电解质;b.加入与胶粒相反电荷的胶体;c.加热。
应用:
三角洲的形成;明矾、铁盐溶液净水;盐卤制豆腐。
③电泳:
胶体分散质微粒在外电场的作用下会发生定向移动,如氢氧化铁胶体微粒带正电荷,在通电的情况下胶体微粒向与直流电源负极相连的一极移动,这种现象称为电泳。
应用:
电泳电镀。
熟记:
常见的胶体有①烟或雾、②鸡蛋白的溶液、③血液、④淀粉溶液、⑤豆浆、⑥牛奶、⑦墨水、⑧Fe(OH)3胶体、⑨硅酸胶体、⑩有色玻璃、⑪烟水晶。
(3)胶体净水
①胶体微粒的直径一般在1~100nm之间,它决定了胶体微粒具有巨大的比表面积,吸附力很强,能在水中吸附悬浮固体或毒素形成沉淀,从而达到净化水的目的。
②常见的净水剂有KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等,其净水原理是Al3+、Fe3+发生水解反应分别生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体。
③胶体净水一般没有杀菌消毒作用。
[补短板]
(1)胶体一般分气溶胶(如雾)、液溶胶(如血液)和固溶胶(如烟水晶)。
(2)胶体不带电,胶体中的胶粒能够吸附体系中的带电离子而使胶粒带电荷,但整个分散系仍呈电中性。
(3)胶体中的分散质微粒能透过滤纸,但不能透过半透膜,因此可用过滤的方法分离胶体和浊液,用渗析的方法分离胶体和溶液中的分散质。
(4)丁达尔效应是物理变化,不是化学变化,是光的散射现象。
(5)在Fe(OH)3胶体中,Fe(OH)3胶体微粒是Fe(OH)3分子的集合体,因此1molFe3+完全水解得到的Fe(OH)3胶体微粒数小于NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液。
( )
(2)鸡蛋白的溶液、血液、淀粉溶液均能发生丁达尔效应。
( )
(3)胶体和溶液都是均一、稳定的分散系,静置不易产生沉淀。
( )
(4)明矾净水时发生了化学及物理变化,能起到杀菌、消毒作用。
( )
(5)型号不同的钢笔水混用易造成笔不出水和石膏加入豆浆中形成豆腐均与胶体的聚沉有关。
( )
(6)河海交汇处易形成沙洲,体现胶体的聚沉。
( )
[答案]
(1)×
(2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√
(1)将FeCl3饱和溶液加入氨水或NaOH溶液中能形成Fe(OH)3胶体吗?
为什么?
[答案] 不能。
因为氨水或NaOH溶液中c(OH-)较大,生成Fe(OH)3沉淀。
(2)将制备的Fe(OH)3胶体做电泳实验,一段时间后,阴极附近颜色加深,可证明Fe(OH)3胶粒带什么电荷?
[答案] 正电荷。
(3)向Fe(OH)3胶体中加入饱和(NH4)2SO4溶液发生的现象是________________,原因是_____________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] 产生红褐色沉淀 (NH4)2SO4为电解质,使胶体聚沉
(4)向Fe(OH)3胶体中滴入过量稀硫酸,现象是_________________________,其原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[答案] 先生成红褐色沉淀,后沉淀溶解 开始加稀硫酸,胶体聚沉生成Fe(OH)3沉淀,当酸过量时,Fe(OH)3沉淀又溶于酸
命题点 分散系与胶体的性质及应用
1.(2019·长春期中)FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系,下列叙述中不正确的是( )
A.Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在1~100nm之间
B.分别用一束光透过三种分散系,只有Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.三种分散系的颜色都相同,且均能与盐酸反应,具有吸附性
D.三种分散系中分散质微粒直径大小不同
C [FeCl3溶液为棕黄色,不能与盐酸反应,且不具有吸附性,Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液均为红褐色,Fe(OH)3浊液不具有吸附性,C项不正确。
]
2.下列说法不正确的是( )
A.利用丁达尔效应可区分蛋白质溶液与葡萄糖溶液
B.将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续煮沸至溶液呈红褐色即生成氢氧化铁胶体
C.用过滤法可以除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3
D.肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用血液透析进行治疗
C [胶体微粒可以通过滤纸,不能用过滤提纯胶体。
]
3.生产生活中的许多现象或应用都与化学知识有关。
下列现象或应用与胶体性质无关的是( )
A.将盐卤或石膏加入豆浆中,制成豆腐
B.一支钢笔使用两种不同型号的蓝黑墨水,易出现堵塞
C.泡沫灭火器中将Al2(SO4)3与NaHCO3两溶液混合后,喷出大量泡沫,起到灭火作用
D.清晨,人们经常能看到阳光穿过茂密的树木枝叶所产生的美丽景象
C [Al3+与HCO
发生水解反应,生成沉淀和气体,与胶体性质无关。
]
4.我们常用“往伤口上撒盐”来比喻某些人乘人之危的行为,其实从化学的角度来说,“往伤口上撒盐”也有科学道理。
那么这种做法的化学原理是( )
A.胶体的电
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