必修一化学211简单分类法及其应用.docx
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必修一化学211简单分类法及其应用
第二章化学物质及其变化
第一节
物质的分类
第一课时 简单分类法及其应用
[学习目标] 1.了解物质的分类方法和依据。
(重点) 2.学会对常见物质进行分类。
(重点) 3.感受分类法在科研和学习中的重要作用。
一、分类及常见的分类方法
1.分类及其意义
2.常见的分类方法
(1)交叉分类法
①含义:
根据不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的方法,即对物质以不同的标准进行分类。
②举例
按物质所属类型连线
按阴离子分类 按阳离子分类
(2)树状分类法
①含义:
对同类事物按照某种属性进行再分类的分类方法,即对同类事物进行再分类。
②举例
1.利用交叉分类法,说出Na2CO3的类别。
【提示】 盐,正盐,钠盐,碳酸盐等。
2.树状分类法中所涉及的物质类别之间有几种关系?
用数学集合关系举例说明。
【提示】 有并列和从属关系两种,如物质的分类中:
①并列关系:
金属单质
非金属单质
②从属关系:
3.有①O2 ②S ③CO2 ④Fe ⑤NaCl ⑥NaOH6种物质
(1)属于单质的有________,化合物的有_______________,
(2)气体的有________,固体的有________。
【提示】
(1)①②④,③⑤⑥
(2)①③,②④⑤⑥
二、分类方法的应用
1.分类可以帮助我们更好地认识物质的性质,找出各类物质之间的关系,如:
Ca
CaO
Ca(OH)2
CaCO3
C
CO2
H2CO3
CaCO3
写出化学方程式,注明反应类型
①2Ca+O2
2CaO,化合反应;
②CaO+H2O===Ca(OH)2,化合反应;
③Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,复分解反应;
④C+O2
CO2,化合反应;
⑤CO2+H2O===H2CO3,化合反应;
⑥H2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2H2O,复分解反应。
4.3CO+Fe2O3
3CO2+2Fe是置换反应吗?
【提示】 不是
5.NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3是什么反应类型?
【提示】 复分解反应
1.判断
(1)Na2SO4、KNO3都是含氧酸盐。
( )
(2)HNO3既属于一元酸又属于含氧酸,这种分类方法是树状分类法。
( )
(3)Na2CO3含有氧元素,属于氧化物。
( )
(4)CuSO4·5H2O属于混合物。
( )
(5)金属铁和盐酸反应生成FeCl2和H2的反应是置换反应。
( )
(6)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑是置换反应( )
【答案】
(1)√
(2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
2.下列化合物中依次属于氧化物、碱、盐的一组是
( )
A.Na2CO3、KOH、CaO
B.CO、NaOH、KCl
C.H2O、H2SO4、NaCl
D.CuO、Cu2(OH)2CO3、CaCO3
【答案】 B
3.有物质①O2 ②Fe ③H2SO4 ④NaOH ⑤CuCl2,请回答
(1)写出一个上述物质发生化合反应的化学方程式___________________________________________________________,
(2)写出两个上述物质发生复分解反应的化学方程式___
____________________________________________________,
(3)写出两个上述物质发生置换反应的化学方程式____
____________________________________________________。
【答案】
(1)2O2+3Fe
Fe3O4
(2)H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
CuCl2+2NaOH===Cu(OH)2↓+2NaCl
(3)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Fe+CuCl2===Cu+FeCl2
学生分组探究一 根据物质的组成和性质对物质进行分类
第1步探究——问题引入,自主探究
1.从哪些角度认为Na2CO3和Na2SO4是同类物质?
【提示】 纯净物,化合物,盐,正盐,钠盐,含氧酸盐。
2.对酸有哪些分类依据?
具体说明。
【提示】
(1)是否含氧分为无氧酸和含氧酸。
(2)是否强弱分为强酸和弱酸。
(3)电离出H+的多少分为一元酸、二元酸、多元酸。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.酸性氧化物是能和碱反应只生成盐和水的氧化物;碱性氧化物是能和酸反应只生成盐和水的氧化物。
2.酸式盐一般指能与碱反应生成正盐的盐,碱式盐一般指能与酸反应生成正盐的盐。
第3步运用——精选习题,落实强化
1.对下列物质分类全部正确的是( )
①纯碱 ②食盐水 ③石灰水 ④NaOH ⑤液态氧
⑥KClO3
A.碱——①④ B.纯净物——③④⑤
C.盐——①⑥D.混合物——②⑤
【解析】 纯碱是Na2CO3,为盐类物质,A项错误、C项正确;石灰水是混合物,B项错误;液态氧是氧气,为纯净物,D项错误。
【答案】 C
2.按照物质的树状分类法和交叉分类法,H2SO4应属于
( )
①酸 ②氢化物 ③氧化物 ④含氧酸 ⑤难挥发性酸 ⑥强酸 ⑦二元酸 ⑧化合物 ⑨混合物
A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①④⑥⑦⑧
C.①⑨D.①④⑤⑥⑦⑧
【解析】 H2SO4为难挥发的二元强酸,属于化合物。
【答案】 D
3.经测定,一瓶气体中只含C和O两种元素,通常情况下这瓶气体不可能是( )
A.一种化合物
B.两种酸性氧化物
C.两种化合物
D.一种单质和一种化合物的混合物
【解析】 可能为CO或CO2或CO与CO2的混合物或O2与CO的混合物。
【答案】 B
4.如图所示为按树状分类法对一组物质进行的分类。
请填写下列标注。
【解析】 根据物质成分种类,相对于纯净物的只有混合物;纯净物中根据组成元素种数是否只有一种分为单质和化合物,相对于化合物的另一类就是单质。
【答案】 混合物 单质
物质分类的几点注意事项
1.根据不同标准可以对化学物质和化学反应进行不同的分类,因此没有固定的分类标准,就不会有正确的分类。
如:
把物质分为混合物、纯净物、化合物,就是分类标准不统一导致的错误。
混合物和纯净物是并列关系,而纯净物包含化合物。
2.概念间的关系——“并列”与“包含”。
(1)并列关系:
纯净物与混合物,单质与化合物,酸与碱、盐;
(2)包含关系:
纯净物>化合物>氧化物。
3.酸的元数是酸电离出H+的个数,而不是分子中氢原子的个数,如CH3COOH是一元酸而不是四元酸。
4.非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO,酸性氧化物也不一定是非金属氧化物,如Mn2O7为酸性氧化物。
5.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7为酸性氧化物。
但碱性氧化物一定是金属氧化物。
学生分组探究二 单质、氧化物、酸、碱和盐的一般通性
第1步探究——问题引入,自主探究
1.金属与酸反应生成H2的条件是什么?
【提示】 金属活动顺序表氢前的活泼金属,氢后的金属不与酸反应生成H2。
2.“盐+酸→新盐+新酸”中“酸”与“新酸”的条件是什么?
【提示】 酸性强弱为“酸”比“新酸”强。
3.盐与碱或盐发生复分解反应的一般条件是什么?
【提示】 生成物中有沉淀。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.金属单质(以Fe为例)
2.氧化物(以CO2、CaO为例)
3.酸(以稀盐酸为例)
4.碱[以Ca(OH)2为例]
5.盐(以Na2CO3为例)
第3步例证——典例印证,思维深化
(2015·成都高一检测)如图五角星上排列的A、B、C、D、E五种物质均为中学化学中常见的化合物,相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。
A、C、E均为氧化物,A是人体呼出的气体之一;在实验室中B可以用来制取A,而D可以用来检验A;C和E反应能生成D。
(1)写出下列物质的化学式:
A________,D________;
(2)B除了制取A之外的另一种用途是________________;
(3)C和E反应的化学方程式为______________________;
(4)这五种物质之间两两发生反应,其中没有涉及的基本反应类型是___________________________________________。
【解析】 A是人体呼出的气体之一,可确定A为CO2;D可用于检验A,可确定D为Ca(OH)2;又因B制取A且与D[Ca(OH)2]反应可知B为盐酸,C为H2O,C、E反应生成D,E为CaO。
【答案】
(1)CO2 Ca(OH)2
(2)用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等)
(3)CaO+H2O===Ca(OH)2
(4)分解反应和置换反应
第4步运用——精选习题,落实强化
1.某同学要在奥运五连环中填入物质,使相连物质间能发生反应,不相连物质间不能发生反应。
你认为“五连环”中有空缺的一环应填入的物质是( )
A.硫酸 B.氧气
C.二氧化碳D.氧化钙
【解析】 据题意可知应填入的物质既能与NaOH溶液反应,又能与C反应,但不能与Fe、稀盐酸反应,故应选择二氧化碳。
【答案】 C
2.图中相连的物质间在一定条件下可以反应,“→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。
下面四组选项中,符合图示要求的是( )
甲
乙
丙
丁
A
H2SO4
Na2SO4
NaOH
NaCl
B
KCl
K2CO3
KOH
HCl
C
O2
CO
CuO
C
D
Fe
CuCl2
Ag
HCl
【解析】 A中甲和乙、乙和丙、丙和丁、丁和甲均不能反应。
B中甲和己、乙和丙、丁和甲之间也不能反应。
D中乙与丙、丙与丁均不能反应,故A、B、D不符合题意。
C中反应依次为:
甲和乙2CO+O2
2CO2;乙和丙CO+CuO
Cu+CO2;丙和丁2CuO+C
2Cu+CO2↑;甲和丁C+O2
CO2;丁→乙2C+O2
2CO。
【答案】 C
3.下列反应方程式中有一个与其他三个在分类上不同,这个反应方程式是( )
A.3Fe+2O2
Fe3O4
B.CO2+C
2CO
C.NH4HCO3
NH3↑+H2O↑+CO2↑
D.CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
【解析】 C项中的化学方程式是分解反应,而其他三项中的化学方程式均为化合反应。
【答案】 C
物质转化应注意问题
1.物质间发生转化往往需要一定的条件,一般为光照、加热(或高温)、催化剂、高压、点燃等。
2.学习物质的通性不仅要注意一般情况,也要注意特殊情况。
如金属+酸―→盐+氢气,但铜与盐酸就不反应,与其他酸反应也不产生氢气。
3.盐和盐反应、盐和碱反应,反应物都必须是可溶性的。
4.金属单质与盐溶液能够发生置换反应的条件是:
活泼性强的金属置换活泼性弱的金属,前提条件是该活泼金属不与水反应。
5.根据反应物和生成物的类别、种类多少分类。
反应类型分为
(1)化合反应:
A+B===AB;
(2)分解反应:
AB===A+B;
(3)置换反应:
AB+C===A+CB;
(4)复分解反应:
AB+CD===AD+CB。
1.常见的分类方法:
(1)交叉分类法:
根据不同标准对同一物质分类。
(2)树状分类法:
对同类事物按照某一标准再分类。
2.常见的分类法——树状分类法:
3.单质、氧化物、酸、碱、盐间的相互转化及条件。
4.四种基本反应类型:
分解反应、化合反应、置换反应、复分解反应。
单质、氧化物、酸、碱、盐之间转化图解深化
1.转化关系图
2.转化关系图的内涵
(1)表示物质间的纵横衍变关系,如从金属或非金属如何衍变成盐。
(2)表示基本反应规律(图示所示箭头)。
(3)表示物质的性质。
(4)表示物质(特别是盐)的制法。
3.上述转化关系图使用时的注意事项
(1)各类物质的相互转化关系图并非无所不含,有以下一些规律未能体现:
H2、C、CO还原CuO或Fe2O3;CuSO4转化成胆矾晶体。
(2)复分解反应规律的条件:
能生成沉淀、气体和水。
(3)金属间发生置换反应规律的条件:
“金属活动顺序强换弱”。
①判断金属与酸反应时:
金属必须排在H前面;酸不可用硝酸、浓硫酸。
②判断金属与盐反应时:
必须同时满足“排在前面的金属;可溶性盐”。
——[体验训练]—————————————————
给图中①~⑤选择适当的物质,使有连线的两物质能发生反应。
供选择的试剂有稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁片和木炭粉。
(1)请推断它们的化学式分别为:
①________;②_______;
③________;④________;⑤________。
(2)写出下列序号之间的化学方程式:
①和②:
______________________________________。
②和④:
______________________________________。
②和⑤:
______________________________________。
③和④:
______________________________________。
【解析】 据单质①能和酸②发生化学反应,由题意可推知①应为活泼金属单质即为铁,而酸只有稀硫酸,则氧化物④应为金属氧化物CaO,则氧化物③为酸性氧化物,即CO2,⑤属于盐且既能与稀硫酸反应,又能与CaO反应,则⑤应为Na2CO3。
【答案】
(1)Fe H2SO4 CO2 CaO Na2CO3
(2)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
CaO+H2SO4===CaSO4+H2O
H2SO4+Na2CO3===Na2SO4+H2O+CO2↑
CO2+CaO===CaCO3
课时作业(六)
[学业水平层次(A)]
1.下列物质符合如图中阴影部分所表示的分类标准的是( )
A.K2CO3
B.Na2CO3
C.NaCl
D.NaHCO3
【解析】 阴影部分代表碳酸的钠盐,且为正盐,即Na2CO3。
【答案】 B
2.下列物质中均为化合物的一组是( )
A.金刚石、干冰、SO2
B.KCl、盐酸、NaOH
C.CuSO4·5H2O、冰、乙醇
D.臭氧、CaCO3、铝合金
【解析】 金刚石是单质,A项错误;盐酸是氯化氢的水溶液,为混合物,B项错误;臭氧是单质,铝合金是混合物,D项错误。
【答案】 C
3.实验室里有4个药品橱,已经存放以下物品:
药品橱
甲橱
乙橱
丙橱
丁橱
药品
盐酸,硫酸
氢氧化钠
氢氧化钙,
红磷,硫
铜,锌
实验室新购进一些碘,应该将这些碘放在( )
A.甲橱 B.乙橱
C.丙橱D.丁橱
【解析】 I2为非金属单质,与红磷、硫同类。
【答案】 C
4.化学概念在逻辑上存在如下关系:
包含关系 并列关系交叉关系 重叠关系
对下列概念的说法正确的是( )
A.化合物与纯净物属于重叠关系
B.化合物与碱性氧化物属于交叉关系
C.分解反应与复分解反应属于并列关系
D.钠盐与碳酸盐属于并列关系
【解析】 A中,纯净物中包含化合物;B中,碱性氧化物属于化合物,二者属于包含关系;D中,钠盐与碳酸盐属于交叉关系。
【答案】 C
5.(2015·保定高一检测)有CuO、Fe、H2、Ba(OH)2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、稀硫酸七种物质,在常温下两种物质两两间能发生反应最多有
( )
A.4个B.5个
C.6个D.7个
【解析】 CuO+H2SO4,Fe+H2SO4,Ba(OH)2+H2SO4,Ba(OH)2+K2CO3,K2CO3+H2SO4,NaOH+H2SO4。
【答案】 C
6.以下表示的是碳及其化合物的相互转化关系:
C
CO2→H2CO3→CaCO3→CO2
其中涉及的基本反应类型依次为( )
A.置换、化合、分解、复分解
B.置换、化合、复分解、分解
C.化合、置换、分解、复分解
D.化合、置换、复分解、分解
【解析】 碳在高温下还原CuO:
C+2CuO
2Cu+CO2,为置换反应;CO2生成H2CO3:
CO2+H2O===H2CO3,为化合反应;H2CO3与澄清石灰水或CaO反应,为复分解反应;高温煅烧CaCO3为分解反应。
【答案】 B
7.
(1)某同学将浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质划分为一类。
该同学的分类依据为________。
A.酸类B.碱类
C.氧化物D.干燥剂
(2)生石灰属于________。
A.酸 B.碱 C.盐 D.纯净物 E.化合物 F.金属氧化物 G.非金属氧化物 H.碱性氧化物 I.酸性氧化物
(3)生石灰可做干燥剂的理由是_________________________________(用化学方程式表示)。
(4)生石灰还可以与二氧化碳、盐酸发生化学反应,写出化学方程式:
__________________________________________________________________;
___________________________________________________________________。
【解析】 浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质都是干燥剂;生石灰属于纯净物、化合物、金属氧化物、碱性氧化物;生石灰与水发生反应CaO+H2O===Ca(OH)2,常做干燥剂;生石灰与二氧化碳及盐酸反应的化学方程式分别是CaO+CO2===CaCO3,CaO+2HCl===CaCl2+H2O。
【答案】
(1)D
(2)D、E、F、H
(3)CaO+H2O===Ca(OH)2
(4)CaO+CO2===CaCO3
CaO+2HCl===CaCl2+H2O
[能力提升层次(B)]
8.下列关于氧化物的各项叙述正确的是( )
①酸性氧化物肯定是非金属氧化物
②非金属氧化物肯定是酸性氧化物
③碱性氧化物肯定是金属氧化物
④金属氧化物都是碱性氧化物
⑤酸性氧化物均可与水反应生成相应的酸
⑥与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物
⑦不能跟酸反应的氧化物一定能跟碱反应
A.①②③④B.⑤⑥⑦
C.②③⑥⑦D.③⑥
【解析】 ①有的酸性氧化物如Mn2O7属于金属氧化物;②CO、NO等非金属氧化物属于不成盐氧化物;④金属氧化物中有的属于酸性氧化物(如Mn2O7),有的属于两性氧化物(如Al2O3);⑤有的酸性氧化物不与H2O反应(如SiO2);⑥NO2与H2O发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,但NO2不是HNO3的酸酐,Na2O2与H2O发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,但Na2O2不属于碱性氧化物;⑦CO、NO既不与酸反应,也不与碱反应。
【答案】 D
9.(2015·郑州高一检测)在Zn、ZnO、ZnCO3、盐酸和CaCl2溶液五种物质中,每两种物质反应能生成ZnCl2的组合有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
【解析】 以上物质之间发生Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑、ZnO+2HCl===ZnCl2+H2O、ZnCO3+2HCl===ZnCl2+H2O+CO2↑,故选B。
【答案】 B
10.(2015·佛山高一检测)无机化合物可根据其组成和性质进行分类:
(1)上图所示的物质分类方法名称是________。
(2)以Na、K、H、O、C、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质,分别填在下表②③⑥的后面。
物质类别
酸
碱
盐
氧化物
化学式
①HCl②____
③______④Ba(OH)2
⑤Na2CO3⑥______
⑦CO2
⑧Na2O2
(3)写出⑦转化为⑤的化学方程式:
______________________________。
(4)实验室制备⑦常用________和________反应,检验该气体的方法是_______________________________________________________________。
【解析】
(1)常见的分类法有两种:
交叉分类法和树状分类法,由图可知为树状分类法。
(2)酸可填写H2S、H2SO4、HNO3、H2CO3中的一种,碱可填写KOH、NaOH中的一种,盐可填写K2SO4、K2CO3、NH4NO3等中的一种。
(3)CO2是酸性氧化物,可与NaOH反应生成Na2CO3。
(4)CaCO3和稀盐酸反应,产生的CO2气体可用澄清石灰水来检验。
【答案】
(1)树状分类法
(2)②H2SO4 ③NaOH ⑥K2CO3(合理即可)
(3)2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
(4)CaCO3 稀盐酸 通入澄清石灰水,若变浑浊,则生成的气体为CO2
11.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
HCl
Cu(NO3)2
乙
Fe2O3
K2SO4
H2SO4
丙
Fe
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)第Ⅱ组物质中,跟第Ⅰ组所有物质都不能发生反应的是________,该物质能与第Ⅲ组中所有物质发生反应,其化学方程式分别为________________,
___________________________________________________________________,
___________________________________________________________________。
【解析】
(1)第Ⅲ组中的H2SO4可以与第Ⅰ组中的所有物质都发生反应;
(2)第Ⅱ组中的NaOH与第Ⅰ组的所有物质都不能反应,但可以与第Ⅲ组中的所有物质反应。
【答案】
(1)Ⅰ H2SO4
(2)NaOH Cu(NO3)2+2NaOH===2NaNO3+Cu(OH)2↓
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
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