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第2章物质转化与材料利用
2.1物质的分类和利用(1)
学习指要
一、知识要点
1．物质的分类方法
(1)物理法：如根据颜色、状态、熔点等性质分类。
(2)化学法：如根据可燃性、氧化性、还原性等性质分类。
2．纯净物的分类：根据物质的组成，纯净物可分为单质和化合物。
(1)单质：由一种元素组成的纯净物。按照性质不同，单质可分为金属和非金属。
(2)化合物：由两种或两种以上元素组成的纯净物。
氧化物：一般把由两种元素组成，且其中一种是氧元素的化合物称为氧化物。根据组成元素的不同，氧化物又分为金属氧化物和非金属氧化物。
根据组成元素的不同，化合物又可分为无机化合物和有机化合物。
①无机化合物一般是指由除碳外的其他元素组成的化合物。无机化合物除氧化物外，按离子组成不同又分为酸、碱、盐三类。
②有机化合物主要是指含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸和碳酸盐除外)。
3．有机物的性质：绝大多数的有机化合物难溶于水，受热易分解且易燃烧，固体加热会发黑，不易导电且熔点低。
二、重要提示
1．由同种元素组成的物质，可能是单质也可能是混合物，如O2和O3。
2．在判断氧化物时，需要注意其定义中的“由两种元素组成”这一条件。即氧化物的组成元素只能是“两种”，如氧化钙、水等是氧化物，而氧气(一种元素组成)、磷酸、烧碱(三种 元素组成)等物质不是氧化物。
科学广场
废旧塑料还原成石油
废旧塑料垃圾既不会吸水腐烂，又不易被土壤微生物消化分解，点火燃烧则会释放出大量有毒气体，污染空气，直接危害人体健康。塑料主要以聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯为原料，这些物质都是从石油中提炼出来的，那么能否将废旧塑料还原为石油呢?德国的韦巴(Veba)能源化工集团公司、日本政府工业开发实验室和富士循环利用工业公司研究出了一种新方法，将废旧塑料经清洗粉碎后，在300℃下熔融，然后在装有催化剂的两个反应
器中进行转化，两个反应器的温度分别是400℃～420℃和200℃～350℃，废旧塑料即能还原为汽油、煤油、柴油等石油产品。每千克塑料回收后可转化为0.5升汽油、0.5升煤油和少量柴油。
解题指导
【例l】实验室的药品和仪器要分类摆放，下列是四个药品橱内存放的药品。实验室新进了一批碳酸钠，应存放在 ( )
【解析】碳酸钠由金属钠离子和碳酸根离子组成，属于盐。A橱内摆放的是酸，B橱内摆放的是碱，C橱内摆放的是盐，D橱内摆放的是金属。所以碳酸钠应摆放在C橱。
【答案】C
【例2】经分析得知，某物质只含有一种元素，则该物质不可能属于 ( )
A．单质 B．化合物
C．纯净物 D．混合物
【解析】本题考查学生对单质、化合物、纯净物、混合物等概念的理解。
某物质只含一种元素时，存在两种可能：一是该物质是单质，所以是纯净物；二是由同种元素组成的几种不同单质，虽然只含一种元素，但是由于是几种不同的物质共存，所以属于混合物。如：氧气和臭氧都是纯净物，两者混在一起虽然只含一种元素(氧元素)，但是两种不同的分子组成，属于混合物。由于化合物是由不同种元素组成的，所以只含一种元素的物质绝不可能是化合物。
【答案】B
同步训练 A组
1．关于SO2、CO2、MnO2三种物质，下列说法错误的是 ( )
A．都含有氧元素 B．都是化合物
C．都是氧化物 D．都含有氧分子
2．化学实验室中的药品按物质类别分类放置。下面是做“酸的性质”实验时，实验桌上部分药品的摆放情况。小林取用了硫酸以后，应该把它放回的位置是 ( )
3．下列各组物质均属于有机化合物的是 ( )
A．沼气、碳酸氢钠 B．甲烷、酒精
C．木炭、一氧化碳 D．酒精、二氧化碳
4．下列各组物质均属于氧化物的是 ( )
A．氧气、氧化钙、四氧化三铁 B．水、二氧化硫、高锰酸钾
C．空气、氧化铜、五氧化二磷 D．干冰、氧化镁、二氧化锰
5．下列各组物质按单质、化合物、混合物顺序排列正确的是 ( )
A．碘酒、纯碱、烧碱 B．金刚石、胆矾、食盐水
C．冰、生石灰、空气 D．液氧、盐酸、沼气
6．下列是某科学兴趣小组对物质进行的分类，正确的是 ( )
A．冰、干冰既是纯净物又是氧化物
B．盐酸、食醋既是化合物又是酸
C．不锈钢和我们日常生活中使用的硬币都不是金属
D．纯碱和熟石灰都是碱
7．如图所示是纯净物、单质、化合物、含氧化合物、氧化物之间的包含关系若整个大圆圈代表纯净物，则下列关于①②③④的说法正确的是 ( )
A．①为单质，③为氧化物
B．②为化合物，④为氧化物
C．①为单质，③为化合物
D．②为含氧化合物，④为氧化物
8．归类是我们经常用到的一种学习方法。若用下图所示的形式对所学知识进行分类，则表中的选项 与图示相符的是 ( )
选项
甲
X
Y
Z
A
常见的碱
烧碱
纯碱
熟石灰
B
常见的矿物燃料
煤
石油
天然气
C
常见的合金
钢铁
生铁
氧化铁
D
常见的行星
地球
太阳
月球

同步训练 B组
9．下列各图中“o”和“·”分别表示两种质子数不同的原子，其中能表示由两种化合物组成的混合物的图是 ( )
10．在①Cu、Mg、C、Hg；②CO2、CuO、P2O5、H2O；③HCl、H2SO4、HNO3、Na2SO4三组物质中，各有一种物质在分类上与组内其他物质不同，这三种物质分别是 ( )
A．Cu、P2O5、H2SO4 B．Hg、CO2、HCl
C．C、CuO、H2SO4 D．Mg、H2O、HNO3
第2章物质转化与材料利用
2.1 物质的分类和利用(1)
1．D 2．B 3．B 4．D 5．B 6．A 7．B 8．B
9．B[解析：A为两种单质组成的混合物，C为一种化合物组成的纯净物，D为一种单质和一种化合物组成的混合物。]
10．C[解析：①中C是非金属单质，其他都是金属；②中CuO是金属氧化物，其他都是非金属氧化物；③中Na2SO4是盐，其他都是酸。]
2.1物质的分类和利用(2)
一、知识要点
1．金属与非金属性质的比较
金属
非金属
颜色
银白色
有多种颜色
延展性
具有延展性
不具延展性
可锻性
具有可锻性
不具可锻性
硬度
硬度一致
硬度不一致
导电性
是良好的导电体
不是良好的导电体
导热性
是良好的导热体
不是良好的导热体
密度
高
低
熔点
高
低
(表中所述性质不是绝对的，也有例外。如石墨。)
2．常见非金属的主要性质和用途
(1)石墨：熔点极高，是良好的导电体。
(2)硫：黄色固体粉末，熔点低、易燃烧，可用于制炸药。
3．常见金属的主要性质和用途
(1)铁：纯铁具有银白色金属光泽，质软，密度较大，熔沸点较高，有良好的延展性、导电性、导热性和铁磁性。制成各种铁合金，广泛用于机械、建筑、医疗等行业。
(2)铜：具有紫红色的金属光泽，密度大，纯铜质软、韧性好、富有延展性、有良好的导电性和导热性。常用于制造电线、电缆及导热器具，还可制成各种铜合金(黄铜、青铜、白铜)。
(3)铝：具有银白色金属光泽的轻金属，密度小，有良好的延展性和导电性、导热性。常用于制造电线和电缆、铝箔包装等。铝合金外表美观，轻而坚韧，具较强的抗腐蚀性能，还可作建筑装饰材料及汽车、飞机、火箭、人造卫星的制造材料。
(4)金：质地软，延展性是金属中最好的，价格昂贵，性质稳定。多用于收藏保值、制装饰品。
(5)银：质地较软，是电、热的优良导体，价格较贵，常用于制装饰品。
二、重要提示
1．金属的延展性是指常见金属通过敲打或轧压能够延伸而不易碎裂的特性。
2．在元素的文字符号中，带“金”字旁的都为金属元素。大部分的金属由于其熔沸点较高，故在常温下大多数为固态，汞是唯一的液态金属。
3．金属一定能导电、导热，但能导电、导热的单质不一定是金属，如非金属石墨也能导电、导热。
科学广场
钛
钛是一种很特别的金属，钛的质地非常轻盈，密度仅为4.51克／厘米3，但强度却与钢铁差不多，同时又十分坚韧和耐腐蚀。钛不像银会变黑，在常温下终身保持本身的色调。钛的熔点为1800。C，与铂金相差不多，既耐高温，又耐低温，在-253℃～500℃这样宽的温度范围内都能保持高强度。由于具有这些优点，钛被大量用于制造军用超音速飞机的结构部
件，也用于制造火箭发动机壳体、人造卫星、宇宙飞船的壳体等，有“太空金属”之美称。
钛在化工生活中常用于制造热交换器，在电子工业中用作除氧剂。如果用钛合金(全名磁化陶瓷釉钛合金超导材料)炒锅，由于它的温度始终保持在240℃的食油沸点以下，所以在炒菜时不会出现油烟，这就从源头上消除了油烟的危害。钛对人体无毒，也不和人体肌肉和骨骼发生反应，在医学上称为“亲生物金属”。因此广泛用作医疗器械以及人工关节、人工心瓣、人造齿根等。
钛和氧有很大的亲和力，在空气中或含氧的介质中，钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜，保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。第三代DVD钛钢产品，如讯宜Orbbit DVD光驱和刻录机的耐磨性就利用了钛的这一性能。
解题指导
【例题】根据你的生活经验和下表所提供的信息，
并查阅有关资料后分析回答下列问题：
物理性质
金属
导电性(以银
的导电性为
100作标准)
(优)
银
100
铜
99
金
74
铝
61
锌
27
铁
17
铅
7.9
(良)
密度
(克/厘米3)
(大)
金
19.3
铅
11.3
银
10.5
铜
8.92
铁
7.86
锌
7.14
铝
2.70
(小)
熔点(℃)
(高)
钨
3410
铁
1535
铜
1083
金
1064
银
962
铝
660
锡
232
(低)
硬度(以金刚
石的硬度为
10作标准)
(大)
铬
9
铁
4～5
银
2.5～4
铜
2.5～3
金
2.5～3
铝
2～2.9
铅
1.5
(小)
(1)为什么菜刀、镰刀等用铁制而不用铅制？ 。 (2)银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制?
。
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?若用锡制，则可能会出现什么情况？
。
(4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金会怎么样？
。
【解析】物质的性质决定用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于收和对环境的影响等多种因素。
【答案】(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅做菜刀、镰刀 (2)银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银(3)因为钨的熔点高(3410℃)，而锡的熔点(232℃)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝 (4)因为铁制水龙头易生锈而腐蚀，而铬的硬度大(硬度为9)，且抗腐蚀性强，所以铁制水龙头要镀铬。若镀金，虽然美观，光泽好，但金的硬度小(2.5～3)，耐磨性差，且资源很少，价格贵
同步训练 A组
1．美国和日本的三位科学家以导电的有机高分子材料研究成果荣获2000年度诺贝尔化学奖，他们所用的技术中，用碘来掺杂聚合物，使其导电能力增强107倍，具有金属般的导电能力。I2属于( )
A．金属单质 B．非金属单质
C．混合物 D．化合物
2．科学家最新研制了一款微型无人侦察机——“蜂鸟”。为了减轻其质量，该侦察机的材料应具有的特点是 ( )
A．硬度高 B．熔点低
C．密度小 D．导热性好
3．物质的性质决定其用途，下列物质的用途只是利用其物理性质的是 ( )
A．铜丝用来做导线 B．二氧化碳用来做灭火剂
C．天然气用来做燃料 D．稀硫酸用来制氢气
4．下列说法正确的是 ( )
A．金属都能导电，所以能导电的单质一定是金属
B．经测定只含磷元素的物质，一定是由磷元素组成的单质或混合物
C．金属单质的硬度一定比非金属单质的硬度大
D．常温下金属都是固态的，非金属全部是气态或固态的
5．“轻轨列车”是近年来新兴的交通工具，具有无污染的优点。当轻轨列车开动时，在轻轨列车与架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应具有耐高温、不易氧化、能导电的性质。你认为该接触点上的材料应选用 ( )
A．金刚石 B．石墨
C．铝 D．铁
6．金属钛(Ti)是航空、宇航等方面的重要原料，在生产钛的过程中，可用镁和四氯化钛(TICl4)在加热条件下制取，则四氯化钛属于 ( )
A．金属 B．化合物
C．混合物 D．氧化物
7．世界卫生组织把铝确定为食品污染源并加以控制使用。下列应用应该加以控制的有 ( )
①制造铝合金；②制造电线；③制造餐饮具；④制造银色漆的原料；⑤制造装饮料的易拉罐；⑥包装糖果和小食品
A．①③④ B．③⑤⑥
C．②⑤⑥ D．全部控制
8．金属具有①金属光泽；②导电性；③导热性；④延展性；⑤硬度大等一些性质。下列金属的用途分别利用了金属的哪一性质?(填序号)
(1)用铜制成导线 ；
(2)用铁制成锅 ；
(3)铝块压成铝箔 ；
(4)金可制成各种形状的金饰品 ；
(5)钻头用钨钢制成 。
同步训练 B组
9．人们常说的“五金”是指“金、银、铜、铁、锌”，根据所学知识判断，不能与盐酸反应的金属是 (填名称)。世界上常用黄金做金融储备、货币等，其原因是 。黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜 (填“大”“小”或“相同”)。
10．阅读表格，综合考虑下表各方面的因素，回答以下问颢；
金属
全球产量
(104吨)
密度
(103千克/米3)
熔点(℃)
导热性能
导电性能
市场价格
(元／吨)
(大约)
铝
15000
2.7
660
4
4
16000
铜
8000
8.9
1083
2
2
17700
金
2
19.3
1063
3
3
8800000C
铁
301430
7.9
1540
8
7
2200
铅
3000
11.3
327
9
9
4900
银
8
10.5
961
l
1
1365000
(注：表中导热性能1→9表示导热性由强到弱；导电性能1→9表示导电性能由强到弱)
(1)导电性能最好的两种金属 。
(2)在你认为导电性能最好的金属中，那种更适宜做导线？ 。为什么？

。
(3)为什么用铝锅炒菜时锅底易产生变形，而用铁锅则不会？
。
11．如图A、B所示为金刚石和石墨的结构模型（图中小黑点均代表碳原子）
(1)金刚石属于 (填“单质”或÷化合 物”)，判断的依据是 。
(2)下表为金刚石和石墨的部分性质：
物质
硬度
导热性
导电性
金刚石
很硬
很差
几乎不导电
石墨
很软
良好
能导电
①切割玻璃的玻璃刀应该选用 (填“金刚石”或“石墨”)做材料。
②根据金刚石和石墨的结构和性质推断，下列观点不正确的是 。
A．不同物质具有不同的结构 B．不同物质的组成元素一定不同
C．不同物质具有不同的性质 D．物质的结构决定了物质的性质
2.1 物质的分类和利用(2)
1．B 2．C 3．A 4．B 5．B 6．B 7．B
8．(1)② (2)③ (3)④ (4)① (5)⑤
9．金、银、铜化学性质稳定大[解析：合金与纯物质相比，往往具有较低的熔点，较大的硬度。]
10．(1)银和铜(2)铜在导电性能差不多的情况下，铜的产量比银的产量高，铜的价格比银的价格低(3)因为铝的熔点低，故在炒菜时容易软化，而铁的熔点高，不易软化
11．(1)单质它是仅由碳元素组成的一种纯净物 (2)①金刚石 ②B

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