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必修1第二单元化学物质及其变化
2.1---物质的分类
一、简单分类法及其应用
1.物质的树状分类:
2.交叉分类法:
二.分散系及其分类
1.分散系dispersionsystem
①concept:
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系.
②分散系由分散质和分散剂组成,前者属于被分散的物质,称作分散质(dispersate);后者起
容纳分散质的作用,称作分散剂(dispersingagent).
2.三种分散系比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质微粒直径
<1nm
1nm~100nm
>100nm
分散质微粒组成
单个分子或离子
分子集合体或有机高分子
许多分子集合体
外观
均一、稳定、透明
多数均一、稳定、透明
不均一、不稳定、不透明
能否透过滤纸
能
能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
实例
食盐水、碘酒
淀粉溶液、果冻、豆浆
泥水
3.胶体colloid
①分类
A.按分散剂分类:
液溶胶[Fe(OH)3、AgI];固溶胶[烟水晶、有色玻璃];气溶胶[烟、云、雾];
B.按分散质分类:
大分子胶体[蛋白质胶体];聚集胶体[Fe(OH)3胶体、AgI胶体];
②胶体的性质、制备、提纯、凝聚方法
类别
内容
主要应用举例
性质
丁达尔效应
一束光通过胶体时产生一条“光路”
鉴别溶液和胶体
布朗运动
胶粒在胶体中作不停地无规则运动
电泳现象
胶粒在外加电场作用下做定向移动
工厂除尘
聚沉现象
加热、加入电解质、加入相反电荷的胶粒
必要时需破坏胶体
制备
水解法
Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+
复分解法
SiO32-+2H++2H2O=H4SiO4(胶体)
提纯
渗析
由于胶粒较大不能透过半透膜,而离子、小分子较小可透过半透膜,可用此法将胶体提纯
胶体粒子和溶液离子的分离
聚沉方法
加热
加速胶粒运动,使之易于结成大颗粒
制豆腐、工业制肥皂
加入电解质
中和胶粒所带电荷,使之聚集结成大颗粒
加入相反电荷的胶粒
互相中和电性,减小同种电性的相互排斥而使之聚成大颗粒
解释某些自然现象(如:
江河入海口形成三角洲)
【相关概念】
※渗析(dialysis):
在溶胶中胶体粒子比小分子和离子大,可用半透膜将溶胶与纯溶剂隔开,
胶体粒子不能通过半透膜,小分子和离子可以通过半透膜,不断更换溶剂可将溶胶纯化;
※渗透(osmosis):
低浓度溶液中溶剂通过半透膜向高浓度溶液扩散的现象;
※电泳(electrophoresis):
在电场的作用下带电颗粒向着与其电性相反的电极移动的现象;
※聚沉(coagulation):
胶体体系在外界条件作用下(如加入适宜的电解质,改变温度等),分散
质相互聚集形成可分离的沉淀物凝块的过程.
③胶粒所带的电荷:
胶粒表面积大,具有很强的吸附作用,可吸附胶体中阴阳离子而带电.
※一般地,金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子,胶体微粒带正电荷;非金属氧化
物、金属的硫化物的胶粒吸附阴离子,胶体微粒带负电荷.
※同一溶胶微粒带有同种电荷,具有静电斥力,这是胶体稳定的主要原因,布朗运动是使胶
体稳定的次要原因.
※胶体的电荷是指胶体微粒带有电荷,而不是胶体带电荷,整个胶体呈电中性.
※胶粒带正电荷的胶体:
Fe(OH)3、Al(OH)3、AgX(AgNO3过量);
胶粒带负电荷的胶体:
硅酸胶体、土壤胶体、As2S3胶体、AgI胶体(KI过量).
④丁达尔效应(TyndallEffect)原理:
在光的传播过程中,光线照射到粒子时,如果粒子大于
入射光波长很多倍,则发生光的反射;如果粒子小于入射光波长,则发生光的散射,这时
观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光,称为散射光或乳光.丁达尔效应就是光的
散射现象或称乳光现象.
由于溶液粒子大小一般不超过1nm,胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间,其
大小在40~90nm.小于可见光波长(400nm~750nm),因此,当可见光透过胶体时会产生明
显的散射作用.而对于真溶液,虽然分子或离子更小,但因散射光的强度随散射粒子体积
的减小而明显减弱,因此,真溶液对光的散射作用很微弱.此外,散射光的强度还随分散
体系中粒子浓度增大而增强.
练习2.1---物质的分类A
01.Na2CO3俗名纯碱,下面是对纯碱采用不同分类法的分类,不正确的是( )
A.Na2CO3是碱;B.Na2CO3是盐;C.Na2CO3是钠盐;D.Na2CO3是碳酸盐;
02.下列物质中既属于无机物,又属于酸的是( )
A.CH3CH2OH;B.NaHSO4;C.CH3COOH;D.H2SO4;
03.下列物质中属于纯净物、化合物、无机化合物、盐、钙盐的是( )
A.石灰石;B.Ca(OH)2;C.CaCO3;D.CH4;
04.采用不同的分类方法,可将非金属氧化物分为不同的类型.例如从某种意义上可将P2O5、SO2、
SO3、Cl2O7等归为一类,则下列氧化物与它们属于同一类的是( )
A.CO;B.NO;C.N2O5;D.Na2O;
05.下表中物质的分类组合完全正确的是( )
A
B
C
D
酸
H2CO3
CH3COOH
NaHCO3
HCl
碱
Mg(OH)Cl
Na2CO3
Fe(OH)3
NaOH
盐
BaSO4
CuSO4·5H2O
NaH2PO4
Na2S
氧化物
H2O
H2O2
CuO
KO2
06.下列分散系能产生丁达尔效应的是( )
A.碘酒;B.Fe(OH)3溶胶;C.CuSO4溶液;D.淀粉溶液;
07.“纳米材料”是指粒子直径在几纳米到几十纳米的材料.如将“纳米材料”分散到液体分散剂
中,所得混合物具有的性质是( )
A.不能透过滤纸;B.有丁达尔效应;C.能全部透过半透膜;D.其液体一定能导电;
08.已知土壤胶体的粒子带负电,它可以吸附下列化肥中的NH4+,在水稻田里使用含氮量相等
的下列肥料,肥效较差的是( )
A.(NH4)2SO4;B.NH4HCO3;C.NH4NO3;D.NH4Cl;
09.下列现象或新技术应用中,不涉及胶体性质的是( )
A.在饱和氯化铁溶液中逐滴加NaOH溶液,产生红褐色沉淀;
B.使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血;
C.清晨,在茂密的树林中,常常可以看到从枝叶间透过的一道道光柱;
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;
10.下列分散系属于胶体的是( )
A.淀粉溶液;B.食盐水;C.碘酒;D.蛋白质溶液;
11.下列分散系最稳定的是( )
A.悬浊液;B.乳浊液;C.胶体;D.溶液;
12.区别溶液和胶体的最简单的方法是( )
A.观察外观;B.丁达尔效应;C.布朗运动;D.加热;
13.下列分散系不能发生丁达尔现象的是( )
A.豆浆;B.牛奶; C.蔗糖溶液;D.烟、云、雾;
14.将饱和FeCl3溶液分别滴入下述液体中,能形成胶体的是( )
A.冷水;B.沸水;C.NaOH浓溶液;D.NaCl浓溶液;
15.下列关于胶体的说法中正确的是( )
A.胶体外观不均匀;B.胶体不能通过滤纸;
C.胶体做不停的、无秩序的运动;D.胶体不稳定,静置后容易产生沉淀;
16.胶体区别于其它分散系的特征是( )
A.胶体粒子直径在1~100nm之间;B.胶体粒子带电荷;
C.胶体粒子不能穿过半透膜;D.胶体粒子能够发生布朗运动;
17.用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1nm~100nm)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料.
下列分散系中的分散质的粒子的大小和这种纳米粒子大小具有相同的数量级的是( )
A.溶液;B.悬浊液;C.胶体;D.乳浊液;
18.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.都存在布朗运动;D.具有相同的颗粒直径;
19.根据中央电视台报道,近年来,我国的一些沿江或沿海城市多次出现大雾天气,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.胶体;D.乳浊液;
20.氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是( )
A.胶粒带正电荷;B.胶粒直径小于1nm;C.胶粒作布朗运动;D.胶粒不能通过半透膜;
21.下列事实与胶体性质无关的是( )
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐;
B.在河流入海处易形成沙洲;
C.阳光照射到地球上,地球表面一片光明;
D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀;
22.关于胶体和溶液的叙述中正确的是( )
A.胶体带电荷,而溶液呈电中性;
B.胶体加入电解质可产生沉淀,而溶液不能;
C.胶体是一种介稳性的分散系,而溶液是一种非常稳定的分散系;
D.胶体能够发生丁达尔现象,而溶液则不能;
23.用半透膜把分子或离子从胶体溶液分离出来的方法是( )
A.电泳; B.电解; C.凝聚; D.渗析;
24.粘土胶体溶液中,粘土粒子带负电,为了使粘土粒子凝聚,下列物质中用量最少,最有效
的电解质是( )
A.Na3PO4;B.Al2(SO4)3;C.BaCl2;D.K2SO4;
25.已知硅酸胶体微粒带负电荷,对该胶体进行下列处理,不发生凝聚的为( )
A.加蔗糖溶液;B.加入MgSO4;C.对胶体加热;D.加Fe(OH)3胶体;
26.对下列化学反应进行分类:
⑴硫在氧气里燃烧;⑵红磷在氧气里燃烧;⑶铁丝在氧气里燃烧;
⑷铝箔在氧气燃烧;⑸甲烷在氧气里燃烧;
27.从不同的角度对下列盐进行分类:
K2CO3、KCl、BaCl2、BaSO4、K2SO4、BaCO3、Na2CO3
28.下列五组物质,每组中有一种物质从某种角度分析与其它三种不同,请找出该物质,并说
明理由.
⑴Fe、S、C、P:
______;____________________________________________;
⑵H2、O2、N2、S:
_______;___________________________________________;
⑶Fe2O3、NaCl、CuO、H2O:
_______;________________________________________;
⑷AgCl、BaSO4、KNO3、CaCO3:
_________;__________________________________;
⑸CuSO4、FeCl3、KMnO4、K2CO3:
_________;_________________________________.
练习2.1---物质的分类B
01.下列说法都正确的是( )
①江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关;
②四川灾区重建使用了大量钢材,钢材是合金;
③“钡餐”中使用的硫酸钡是弱电解质;
④太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置;
⑤常用的自来水消毒剂有氯气和二氧化氯,两者都含有极性键;
⑥水陆两用公共汽车中,用于密封的橡胶材料是高分子化合物;
A.①②③④;B.①②④⑥;C.①②⑤⑥;D.③④⑤⑥;
02.某合作学习小组讨论辨析中以下说法正确的是( )
①粗盐和酸雨都是混合物;②天然气和水煤气都是可再生能源;
③冰和干冰既是纯净物又是化合物;④不锈钢和目前流通的硬币都是合金;
⑤盐酸和食醋既是化合物又是酸;⑥纯碱和熟石灰都是碱;⑦豆浆和雾都是胶体.
A.①②③④;B.①②⑤⑥;C.③⑤⑥⑦;D.①③④⑦;
03.下列叙述正确的是( )
A.直径介于1~100nm之间的微粒称为胶体;B.电泳现象可证明胶体属于电解质溶液;
C.利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体;D.胶体粒子很小,可以透过半透膜;
04.下表的一些物质或概念间的从属关系中不符合图示要求的是( )
X
Y
Z
例
氧化物
化合物
纯净物
A
苯的同系物
芳香烃
芳香族化合物
B
胶体
分散系
混合物
C
电解质
离子化合物
化合物
D
碱性氧化物
金属氧化物
氧化物
05.日常生活中常用到下列物质,其中属于纯净物的是( )
A.降温用的冰水共存物;B.做饭用的不锈钢锅;
C.餐饮用的可口可乐;D.消毒用的碘酒;
06.将下列物质按酸、碱、盐分类依次排列正确的是( )
A.硫酸、纯碱、石灰石;B.氢硫酸、烧碱、绿矾;
C.石炭酸、熟石膏、醋酸钠;D.磷酸、乙醇钠、苛性钾;
07.下列有关物质分类或归类错误的是( )
A.混合物:
盐酸、生铁、空气;B.化合物:
CaCl2、NaOH、HCl;
C.盐:
CaO、碳酸钙、食盐;D.单质:
C60、O3、石墨;
08.下列说法正确的是( )
A.可用丁达尔现象区分溶液与胶体;B.生石灰与水混合的过程只发生物理变化;
C.O3是由3个氧原子构成的化合物;D.CuSO4·5H2O是一种混合物;
09.生物学家借助新的显微技术,成功观察到小于200nm的微粒.下列分散系中,分散质微粒直
径最小的是( )
A.雾;B.蛋白质溶液;C.石灰乳;D.KNO3溶液;
10.下列关于胶体和溶液的说法中,正确的是( )
A.胶体不均一、不稳定,静置后易产生沉淀;溶液均一、稳定,静置后不产生沉淀;
B.布朗运动是胶体粒子特有的运动方式,可以据此把胶体与溶液、悬浊液区分开;
C.光线通过时,胶体产生丁达尔效应,溶液则无丁达尔效应;
D.只有胶状物如胶水、果冻类的物质才能称为胶体;
11.下列物质按不同类别分组,所得组合最不合理的是( )
①糖类;②塑料;③石油;④蛋白质;⑤合成纤维;⑥棉花;⑦陶瓷;
⑧玻璃;⑨天然气;⑩水泥;⑪合成橡胶;⑫煤;⑬油脂;⑭羊毛;
A.①④⑬;B.②⑤⑪;C.⑦⑧⑪⑭;D.③⑨⑫;
12.下列有关物质的分类或归类中正确的是( )
①混合物:
福尔马林、水玻璃、水银;②化合物:
CaCl2、烧碱、聚苯乙烯、HD;
③电解质:
明矾、胆矾、冰醋酸、硫酸钡;④同位素:
C、
C、
C;
A.①③;B.②③;C.③④;D.②④;
13.下列关于胶体的认识错误的是( )
A.鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液生成白色沉淀,属于物理变化;
B.纳米材料微粒直径一般从几纳米到几十纳米(1nm=10-9m),因此纳米材料属于胶体;
C.往Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀硫酸会产生沉淀而后沉淀逐渐溶解;
D.水泥厂、冶金厂常用高压电除去烟尘,是因为烟尘微粒带电荷;
14.“纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,纳米碳就是其中一种.若将纳米碳均匀
地分散到蒸馏水中,所形成的物质( )
①是溶液;②是胶体;③能产生丁达尔效应;
④能透过滤纸;⑤不能透过滤纸;⑥静置后会析出黑色沉淀;
A.①④⑤;B.②③④;C.②③⑤;D.①③④⑥;
15.下表中有三组物质,每组均有甲、乙、丙三种物质(酸、碱、盐均为溶液).
第I组
第II组
第III组
甲
BaCl2
Fe
Cu(NO3)2
乙
Fe2O3
K2SO4
H2SO4
丙
Mg
NaOH
MgCl2
根据该表回答问题:
(1)第III组中有一种物质能与第______组中的
所有物质反应,这种物质是______.
(2)不跟第I组中所有物质发生反应的第
____组物质中的______,能与第III组中所有
物质发生反应,其化学方程式分别为
_____________________________________;_____________________________________;
_____________________________________;
16.已知A、B、C为中学化学中常见的单质.室温下,A为固体,B和C均为气体.在适宜的条
件下,它们可以按右面框图进行反应.
回答下列问题:
(1)A、B、C三种元素中的任意两种元素形成的化合物
所属物质类别一定不是________;
①氢化物;②酸;③碱;④盐;⑤氧化物;
(2)A、B、C三种元素中有一种是金属,则这种元素是
A、B、C中的________,理由是_____________________________;
(3)如果E溶液是一种强酸,则E的化学式为________;
17.有X、Y、Z三种元素,已知:
①X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数;
②Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇苯酚呈紫色;
(1)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是_______;
(2)将ZY3溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式是
_________________________________________________;
此液体具有的性质是___________(填写序号字母).
a.光束通过该液体时形成光亮的“通路”;
b.向该液体中加入AgNO3溶液,无沉淀产生;
c.插入电极通直流电后,有一极附近液体颜色加深;
d.将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化物生成.
2.2---离子反应ionicreaction
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
1.concepts
①电解质(electrolyte):
溶解在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物.
②非电解质(non-electrolyte):
溶解在水溶液和熔化状态都不导电的化合物.
③强电解质(strong-electrolyte):
溶解在水溶液里全部电离成离子的电解质.
④弱电解质(weak-electrolyte):
溶解在水溶液里,只有一部分分子电离成离子的电解质.
2.强电解质与弱电解质的注意点
①电解质的强弱与其在水溶液中的电离程度有关,与其溶解度的大小无关.
[例如]难溶的BaSO4、CaSO3等和微溶的Ca(OH)2等在水中溶解的部分是完全电离的,故
是强电解质.而易溶于水的CH3COOH、H3PO4等在水中只有部分电离,故归为弱电解质.
②电解质溶液的导电能力的强弱只与自由移动的离子浓度及离子所带的电荷数有关,而与电
解质的强弱没有必然的联系.
[例如]一定浓度的弱酸溶液的导电能力也可能比较稀的强酸溶液强.
③强电解质:
强酸(如HCl、HNO3、H2SO4)、强碱[如NaOH、KOH、Ba(OH)2]和大多数盐
(如NaCl、MgCl2、K2SO4、NH4Cl)及所有的离子化合物;
弱电解质:
弱酸(如CH3COOH)、弱碱(NH3·H2O及难溶性碱)、中强酸(如H3PO4),水.
④共价化合物中共价键在水中才能电离,熔融状态下不电离;
如:
KHSO4在水中的电离式和熔融状态下电离式是不同的.
熔融状态:
KHSO4=K++HSO4-;
水溶液:
KHSO4=K++H++SO42-;
二、离子反应ionicreaction
1.concepts
①有离子参加或生成的反应称作离子反应(ionicreaction);
②用实际参加反应的离子符号来表示化学反应的式子叫做离子方程式(ionicequation);
2.书写离子方程式的一般步骤
①写:
书写完全正确的化学方程式;
②拆:
将能拆的化学式(完全电离的酸、碱、盐及融化态的金属氧化物)拆为离子符号;
③删:
将未参加离子反应的离子从两边删掉(等个数),整理(系数应为最简整数比);
④查:
质量守恒、电荷守恒、注明“↑”“↓”;
※若为氧化还原反应时、氧化剂与还原剂得失电子数应相等.
3.书写注意事项
⑴完全电离的酸是指:
HCl、H2SO4、HNO3、HI、HBr、HClO4等强酸;
中强酸(H2SO3、H3PO4),弱酸(H2CO3、H2S、HF、HClO、CH3COOH、H2SiO3)则不能拆.
⑵完全电离的碱是指:
NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等强碱、中强碱的溶液;
而NH3·H2O及Cu(OH)2、Fe(OH)3等难溶性弱碱则不能拆.
⑶完全电离的盐是指:
所有易溶、可溶及微溶性的盐的溶液.
⑷特殊情况处理
微溶物:
作反应物时,为溶液时拆,作产物时不拆;
浓硫酸:
作反应物时,不能拆,而浓盐酸、浓硝酸则必须拆;
酸式酸根:
只有HSO4—必须拆,而HS—、HCO3—、HSO3—、HPO42—、H2PO4-则不能拆.
⑸凡单质、氧化物、气体、难溶固体、弱酸、弱碱、水等难电离的及非电解质均不能拆.
4.离子反应发生条件
①酸、碱、盐的复分解反应:
生成沉淀、放出气体或生成水;
②氧化还原反应:
只要此氧化还原反应可发生且有离子参加或生成即可;2Fe3++Fe=3Fe2+;
5.离子方程式书写规则
①只能将强电解质(指溶于水中的强电解质)写出离子形式,其它(包括难溶强电解质)一律写
成分子形式.如碳酸钙与盐酸的反应:
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;因此熟记哪些物质
是强电解质、哪些强电解质能溶于水是写好离子方程式的基础和关键.
②不在水溶液中反应的离子反应,不能书写离子方程式.如铜与浓H2SO4的反应,浓H2SO4
与相应固体物质取HCI、HF、HNO3的反应,以及Ca(OH)2与NH4Cl制取NH3的反应.
③碱性氧化物虽然是强电解质,但它只能用化学方程式写在离子方程式中.如CuO与盐酸的
反应:
CuO+2H+=Cu2++H2O.
④有酸式盐参加的离子反应,对于弱酸酸式根离子不能拆成H+和酸根阴离子(HSO4—除外).
如NaHCO3溶液和NaOH溶液混合:
HCO3—+OH—=CO32—+H2O不能写成:
H++OH—=H2O.
⑤书写氧化还原反应的离子方程式时,首先写好参加反应的离子,然后确定氧化产物和还原
产物,再用观察配平并补齐其它物质即可;书写盐类水解的离子方程式时,先写好发生水
解的离子,然后确定产物,再配平并补足水分子即可.
⑥必须遵守质量守恒和电荷守恒定律,即离子方程式不仅要配平原子个数,还要配平离子电
荷数和得失电子数.如在FeCl2(aq)中通入Cl2,其离子方程式不能写成Fe2++Cl2=Fe3++2Cl—,
因反应前后电荷不守恒,应写成:
2Fe2++Cl2=2Fe
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