高中化學(xué)必修一《1.1 物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化》導(dǎo)學(xué)案

《第一節(jié)物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)1.認(rèn)識元素可以組成不同種類的物質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)可以對物質(zhì)進(jìn)行分類。2.了解分散系的概念及分散系的分類。3.認(rèn)識膠體是一種常見的分散系。1.微觀探析：能利用元素的種類以及存在形態(tài)將物質(zhì)劃分為不同的類別。能利用分散質(zhì)粒子的大小將分散系加以分類。2.宏觀辨識：能從微觀粒子的角度認(rèn)識膠體的有關(guān)特征和性質(zhì)，認(rèn)識膠體的特性與其粒子大小有關(guān)。根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)分類【課前預(yù)習(xí)】1．同素異形體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。例如：金剛石、石墨和C60是碳元素的同素異形體；氧氣和臭氧(O3)是氧元素的同素異形體。2．物質(zhì)分類的標(biāo)準(zhǔn)對物質(zhì)進(jìn)行分類，首先要確定分類的標(biāo)準(zhǔn)，然后按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。如對下列化合物進(jìn)行分類：①NaCl；②HCl；③CaCl2；④CuO；⑤H2O；⑥Fe2O3。(1)依據(jù)通常狀況下物質(zhì)的存在狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)，可分為固體：①③④⑥；液體：⑤；氣體：②。(2)依據(jù)物質(zhì)的元素組成為標(biāo)準(zhǔn)，可分為氯化物：①②③；氧化物：④⑤⑥。(3)依據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，可分為酸：②；鹽：①③；氧化物：④⑤⑥。3．樹狀分類法根據(jù)物質(zhì)的組成對物質(zhì)進(jìn)行分類的一種方法。4．交叉分類法從不同的角度對物質(zhì)進(jìn)行分類。例如：【重難點(diǎn)解決】1．概念辨析(1)單質(zhì)一定是同一種元素組成的物質(zhì)，由同一種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)。(2)化合物一定是不同種元素組成的純凈物，但純凈物不一定是化合物。(3)純凈物是一種成分(分子)組成的物質(zhì)，有化學(xué)式，有固定的熔、沸點(diǎn)。(4)混合物是多種成分(分子)組成的物質(zhì)，無化學(xué)式，無固定的熔、沸點(diǎn)。2．氧化物的類別辨析(1)氧化物的分類①依據(jù)性質(zhì)，氧化物可分為酸性氧化物和堿性氧化物。②依據(jù)組成，氧化物可分為金屬氧化物和非金屬氧化物。(2)酸性氧化物是與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，大多數(shù)非金屬氧化物屬于酸性氧化物。①酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，如Mn2O7。②非金屬氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO。(3)堿性氧化物是與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，大多數(shù)金屬氧化物屬于堿性氧化物。①堿性氧化物一定是金屬氧化物。②金屬氧化物不一定是堿性氧化物，如Mn2O7?！菊n堂練習(xí)】1．物質(zhì)的分類如下圖所示：由圖判斷下列說法中不正確的是()A．甲圖所示的分類方法屬于樹狀分類法B．乙圖所示的分類方法屬于交叉分類法C．堿性氧化物一定是金屬氧化物D．非金屬氧化物一定是酸性氧化物解析：選D。非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。2．物質(zhì)分類是化學(xué)研究的重要方法之一?；瘜W(xué)工作者經(jīng)常根據(jù)物質(zhì)的組成對物質(zhì)進(jìn)行分類研究。近年來發(fā)現(xiàn)，在金星大氣層中存在三氧化二碳(C2O3)。下列各組物質(zhì)最適合與C2O3劃分為同一類物質(zhì)的是()A．Fe(OH)3、Fe(OH)2 B．H2CO3、HClC．SO2、NO D．Na2O2、H2O2解析：選C。C2O3屬于非金屬氧化物，碳元素為＋3價(jià)，屬于碳元素的中間價(jià)態(tài)，C項(xiàng)中兩種物質(zhì)均為非金屬氧化物，且S、N的化合價(jià)分別為＋4價(jià)、＋2價(jià)，均為中間價(jià)態(tài)。3．下列分類或歸類正確的是()①液氯、氨水、干冰、碘化銀均為純凈物②CaCl2、NaOH、HCl、IBr均為化合物③明礬、水銀、燒堿、硫酸均為混合物④C60、C70、金剛石、石墨均為碳元素形成的單質(zhì)⑤碘酒、淀粉溶液、霧、鹽酸均為單質(zhì)A．①③④ B．②③C．②④ D．②③④⑤解析：選C。①中氨水為混合物；③中各物質(zhì)均為純凈物；⑤中各物質(zhì)均為混合物。分散系及其分類一、分散系的概念與組成1．概念：把一種(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。2．組成：分散系中被分散成粒子的物質(zhì)叫作分散質(zhì)，另一種物質(zhì)叫作分散劑。3．常見分散系及其組成分散系分散質(zhì)分散劑煙微小塵埃(固)空氣(氣)霧微小水滴(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)二、分散系的分類及其依據(jù)當(dāng)分散劑是水或者其他液體時(shí)，根據(jù)分散質(zhì)粒子的直徑大小，分散系可分為三類：(1)分散質(zhì)粒子的直徑小于1nm的分散系是溶液；(2)分散質(zhì)粒子的直徑大于100nm的分散系是乳濁液(或懸濁液)；(3)分散質(zhì)粒子的直徑為1～100nm的分散系是膠體。三、膠體的種類、制備和性質(zhì)1．膠體的種類膠體按照分散劑的不同，可分為液溶膠[如Fe(OH)3膠體]、氣溶膠(如云、霧)和固溶膠(如有色玻璃)。2．氫氧化鐵膠體的制備(1)制備實(shí)驗(yàn)：在小燒杯中加入40mL蒸餾水，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，即可得到Fe(OH)3膠體。(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(膠體)＋3HCl。3．膠體的性質(zhì)1．溶液、膠體、濁液三類分散系的比較溶液膠體濁液懸濁液乳濁液分散質(zhì)微粒的直徑<1nm1～100nm>100nm>100nm分散質(zhì)微粒小分子或離子許多分子集合體或高分子大量分子聚集成的固體小顆粒大量分子聚集成的小液滴實(shí)例酒精、氯化鈉溶液Fe(OH)3膠體、淀粉溶液泥水、石灰漿油水混合物、油漆外觀均一、透明均一、透明不均一、不透明、久置沉淀不均一、不透明、久置分層穩(wěn)定性穩(wěn)定較穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定能否透過濾紙能能不能不能能否透過半透膜能不能不能不能鑒別無丁達(dá)爾效應(yīng)有丁達(dá)爾效應(yīng)靜置沉降靜置分層【素養(yǎng)升華】微觀探析：丁達(dá)爾效應(yīng)(1)由于溶液粒子大小一般不超過1nm，膠體粒子介于溶液中溶液粒子和濁液粒子之間，當(dāng)可見光透過膠體時(shí)會產(chǎn)生明顯的散射作用，而溶液對光的散射作用很微弱。(2)丁達(dá)爾效應(yīng)是膠體的特有性質(zhì)，利用丁達(dá)爾效應(yīng)鑒別溶液和膠體是最簡單的方法。(3)當(dāng)有光線通過懸濁液時(shí)有時(shí)也會出現(xiàn)光路，但是由于懸濁液中的顆粒對光線的阻礙過大，使得產(chǎn)生的光路很短。2．膠體的分離和提純(1)膠體與懸濁液的分離膠體微?？梢酝高^濾紙而懸濁液中的分散質(zhì)粒子不能透過濾紙，因此可用過濾的方法分離。如下圖所示。(2)膠體與溶液的分離膠體微粒不能透過半透膜而小分子、離子能夠透過半透膜，因此可用滲析的方法分離。如Fe(OH)3膠體與FeCl3溶液的分離凈化：將所得分散系盛于半透膜制作的滲析袋中，置于流動(dòng)(或頻繁更換)的蒸餾水里一段時(shí)間即可。如下圖所示。(3)膠體的提純用滲析法，利用膠粒不能透過半透膜的性質(zhì)將膠體進(jìn)行提純。1．根據(jù)氣象臺報(bào)道，近年來每到春季，沿海一些城市經(jīng)常出現(xiàn)大霧天氣，致使高速公路關(guān)閉，航班停飛。霧屬于下列分散系中的()A．溶液 B．懸濁液C．乳濁液 D．膠體解析：選D。霧是由懸浮在大氣中的小液滴構(gòu)成的，小液滴的直徑為1～100nm，所以霧屬于膠體。2．下列關(guān)于氫氧化鐵膠體制備的說法正確的是()A．將氯化鐵稀溶液慢慢滴入沸騰的自來水中，繼續(xù)加熱煮沸B．將氯化鐵飽和溶液慢慢滴入沸騰的蒸餾水中，并用玻璃棒攪拌C．將氫氧化鈉溶液慢慢滴入飽和的氯化鐵溶液中D．在沸騰的蒸餾水中慢慢滴入氯化鐵飽和溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色解析：選D。制備氫氧化鐵膠體時(shí)，若選用自來水、氫氧化鈉溶液，或用玻璃棒攪拌、長時(shí)間加熱等，都會容易產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，而不能得到氫氧化鐵膠體。eq\a\vs4\al()制備氫氧化鐵膠體時(shí)的注意事項(xiàng)(1)要選用蒸餾水、飽和氯化鐵溶液；(2)不能用玻璃棒攪拌、不能長時(shí)間煮沸加熱。3.我國科學(xué)家在世界上第一次為一種名為“鈷酞菁”的分子(直徑為1.3×10－9m)恢復(fù)了磁性?！扳捥肌狈肿咏Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)與人體內(nèi)的血紅素及植物體內(nèi)的葉綠素非常相似。下列說法中正確的是()A．其分子直徑比氯離子小B．在水中形成的分散系屬于懸濁液C．在水中形成的分散系具有丁達(dá)爾效應(yīng)D．“鈷酞菁”分子不能透過濾紙解析：選C。分散質(zhì)“鈷酞菁”分子的直徑(1.3×10－9m，大于氯離子的直徑)介于1～100nm，為膠體粒子，其分散系為膠體，能透過濾紙，具有丁達(dá)爾效應(yīng)。課堂小結(jié)合格考訓(xùn)練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)蔗糖溶液、淀粉溶液屬于溶液，云、霧、煙屬于膠體。()(2)直徑為1～100nm的粒子稱為膠體。()(3)氫氧化鐵膠體為無色透明的液體，能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)。()(4)丁達(dá)爾效應(yīng)可用來鑒別溶液與膠體。()(5)可用過濾的方法除去氫氧化鐵膠體中的氯化鈉。()(6)清晨的陽光穿過茂密的樹木枝葉時(shí)會觀察到丁達(dá)爾效應(yīng)。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√2．國家質(zhì)檢部門檢出人們端午節(jié)包粽子的“返青粽葉”多以膽礬(化學(xué)式為CuSO4·5H2O)為添加劑，長期食用有害健康，請問膽礬是一種()A．氧化物 B．鹽C．堿 D．酸解析：選B。膽礬、綠礬等結(jié)晶水合物都屬于鹽、純凈物。3．下列分散系中，分散質(zhì)微粒的直徑為1～100nm的是()A．溶液 B．膠體C．懸濁液 D．乳濁液解析：選B。溶液中分散質(zhì)微粒的直徑小于1nm，膠體分散質(zhì)微粒的直徑為1～100nm，懸濁液、乳濁液分散質(zhì)微粒的直徑大于100nm。4．朱自清在《荷塘月色》中寫道：“薄薄的青霧浮起在荷塘里……月光是隔了樹照過來的，高處叢生的灌木，落下參差的斑駁的黑影……”月光穿過薄霧形成種種美景的本質(zhì)原因是()A．空氣中的小水滴顆粒直徑大小為1～100nmB．光是一種膠體C．霧是一種膠體D．發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)解析：選A。月光穿過薄霧形成種種美景的本質(zhì)原因是空氣中的小水滴顆粒直徑大小為1～100nm，形成膠體，故選A。5．下表是某地市場上銷售的一種“加碘鹽”包裝上的部分文字說明。配料表精制海鹽、碘酸鉀(KIO3)含碘量20～40mg·kg－1儲藏方法密封、避光、防潮食用方法烹調(diào)時(shí)待食品熟后加入請根據(jù)此表，結(jié)合中學(xué)學(xué)過的化學(xué)知識，回答下列問題：(1)據(jù)物質(zhì)分類中的樹狀分類法的有關(guān)知識，在①HIO3、②NaIO3、③KOH、④I2O5、⑤NaCl五種________(填“混合物”“化合物”“鹽”或“氧化物”)中，與碘酸鉀(KIO3)屬于同類物質(zhì)的是________(填序號)。(2)推測出碘酸鉀(KIO3)的物理性質(zhì)：碘酸鉀________(填“能”或“不能”)溶于水；化學(xué)性質(zhì)：碘酸鉀在受熱時(shí)________。解析：(1)題述五種物質(zhì)均屬于化合物。碘酸鉀屬于鹽，其中屬于鹽的只有②和⑤。(2)碘酸鉀屬于鉀鹽，能溶于水，根據(jù)“加碘鹽”的食用方法“待食品熟后加入”可知碘酸鉀受熱易分解。答案：(1)化合物②⑤(2)能易分解等級性測試1．下列物質(zhì)的分類采用樹狀分類法的是()A．鐵是單質(zhì)，又是導(dǎo)體B．氧化物可分為金屬氧化物和非金屬氧化物C．氯化鈉是鈉的化合物，又是氯化物D．氫氧化鈣是純凈物、化合物，又是堿解析：選B。A、C、D涉及的都是交叉分類法。2．某同學(xué)要在奧運(yùn)五連環(huán)中填入物質(zhì)，使相連物質(zhì)間能發(fā)生反應(yīng)，不相連物質(zhì)間不能發(fā)生反應(yīng)。你認(rèn)為“五連環(huán)”中有空缺的一環(huán)應(yīng)填入的物質(zhì)是()A．硫酸 B．氧氣C．二氧化碳 D．氧化鈣答案：C3．中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的錢逸泰教授等以四氯化碳和金屬鈉為原料，在700℃時(shí)制造出納米級金剛石粉末。該成果發(fā)表在世界權(quán)威的《科學(xué)》雜志上，立刻被科學(xué)家們高度評價(jià)為“稻草變黃金”。同學(xué)們對此有下列一些理解，其中錯(cuò)誤的是()A．金剛石屬于金屬單質(zhì)B．制造過程中元素種類沒有改變C．四氯化碳是一種化合物D．這個(gè)反應(yīng)是置換反應(yīng)解析：選A。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na＋CCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))C＋4NaCl，金剛石是由碳元素組成的單質(zhì)，屬于非金屬單質(zhì)，A選項(xiàng)不正確；化學(xué)反應(yīng)的過程中元素種類不發(fā)生改變，B選項(xiàng)正確；四氯化碳是不同種元素組成的純凈物，屬于化合物，C選項(xiàng)正確；該反應(yīng)的反應(yīng)物為單質(zhì)和化合物，生成物也是單質(zhì)和化合物，屬于置換反應(yīng)，D選項(xiàng)正確。4．下列對溶液、膠體和濁液的認(rèn)識不正確的是()A．三種分散系的分散質(zhì)粒子直徑大小順序：濁液>膠體>溶液B．膠體在一定條件下也能穩(wěn)定存在C．溶液和膠體都是無色透明的液體，而濁液不透明D．膠體能透過濾紙解析：選C。溶液和膠體并不都是無色的，如硫酸銅溶液為藍(lán)色，氫氧化鐵膠體為紅褐色。5．將飽和氯化鐵溶液滴入沸水并煮沸一段時(shí)間，可得到紅褐色液體，此液體不具有的性質(zhì)是()A．光束通過該液體時(shí)形成一條光亮的“通路”B．靜置后不會出現(xiàn)分層C．向該液體中加入硝酸銀溶液，無沉淀產(chǎn)生D．將該溶液加熱、蒸干、灼燒后，有氧化物生成解析：選C。該液體中含有氯離子，加入硝酸銀溶液，會產(chǎn)生氯化銀沉淀。6．磁流體是電子材料的新秀，它既具有固體的磁性，又具有液體的流動(dòng)性。制備時(shí)將硫酸亞鐵和硫酸鐵的溶液混合，再滴入稍過量的氫氧化鈉溶液，隨后加入油酸鈉(C17H33COONa)溶液，即可生成黑色的、分散質(zhì)粒子的直徑在5.5～36nm的磁流體。下列說法中正確的是()A．所得的分散系屬于懸濁液B．該分散系能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)C．所得的分散系中分散質(zhì)為紅棕色的氧化鐵D．所得的分散系屬于溶液解析：選B。磁流體中分散質(zhì)粒子的直徑為1～100nm，屬于膠體，能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)；磁流體為黑色，不可能為紅棕色的氧化鐵。7．已知由碳元素組成的單質(zhì)有金剛石、石墨和足球烯(C60)等，由氧元素組成的單質(zhì)有氧氣、臭氧(O3)等。下列說法不正確的是()A．一種元素可能形成兩種或多種不同的單質(zhì)B．單質(zhì)的種數(shù)一定多于元素的種數(shù)C．只含一種元素的物質(zhì)不一定是純凈物D．只含碳元素的物質(zhì)在氧氣中燃燒只能生成一種物質(zhì)解析：選D。對D選項(xiàng)來說也可能生成CO或CO2或CO、CO2的混合氣體。8．有人設(shè)想將碳酸鈣通過特殊的加工方法使之變?yōu)榧{米碳酸鈣(碳酸鈣粒子直徑是幾納米至幾十納米)，這將引起建筑材料的性能發(fā)生巨變。下列關(guān)于納米碳酸鈣的推測可能發(fā)生的是()A．納米碳酸鈣的水溶液會渾濁不清B．納米碳酸鈣分散到水中能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)C．納米碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)已與原來碳酸鈣完全不同D．納米碳酸鈣的粒子不能透過濾紙解析：選B。納米碳酸鈣的水溶液屬于膠體，是澄清透明的，故A不符合題意；納米碳酸鈣分散到水中形成膠體，能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，故B符合題意；納米碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)與原來碳酸鈣相同，故C不符合題意；膠粒能透過濾紙，所以納米碳酸鈣的粒子能透過濾紙，故D不符合題意。9．用白磷還原法可制得一種金的分散系，該分散系在臨床診斷及藥物檢測等方面有著廣泛的應(yīng)用。其操作步驟如下：①取20%白磷的乙醚溶液0.5mL，加蒸餾水60mL。②先滴加1%氯化金水溶液0.75mL，再滴加0.1mol·L－1的碳酸鉀溶液0.6mL，振蕩變成棕紅色。③加熱煮沸至溶液變成透明紅色。④分離提純，除去無機(jī)溶質(zhì)。所得分散系中，金顆粒直徑