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第一节　物质的分类及转化
第1课时　物质的分类
[核心素养发展目标]　1.能从元素组成(宏观)和构成微粒(微观)的角度认识物质，根据物质的组成和性质对物质进行分类，培养宏观辨识与微观探析的意识和能力。2.熟知溶液、浊液、胶体三种分散系的本质区别。认识胶体是一种常见的分散系。了解胶体的性质及其应用，会鉴别胶体和溶液。
一、根据物质的组成和性质分类
1．根据物质的组成分类
(1)物质的元素组成
根据元素组成对物质进行分类是化学研究的基础。
①金刚石、石墨和C60都是由碳元素形成的单质，是碳元素的同素异形体。氧元素也有两种同素异形体，它们分别是氧气(O2)和臭氧(O3)。
②碳和氧两种元素可形成两种化合物，其化学式分别是CO、CO2；氢和氧两种元素形成的化合物的化学式分别是H2O和H2O2；H、C、O三种元素能形成多种化合物，举例写出两种物质的化学式：H2CO3、CH3CH2OH(酒精)。
(2)物质分类的常用方法
分类有一定的标准，根据不同的标准，人们对研究对象进行不同的分类。
①树状分类法
对同类事物按照某些属性进行再分类的分类方法。
根据物质的组成可对物质进行如下分类
指出上图中字母所示物质的分类依据：
a．按是否由同种物质组成；
b．按是否由同种元素组成；
c．按组成物质的元素种类；
d．按是否含有碳元素(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外)；
e．按物质的组成与性质。
②交叉分类法
从不同的角度(即分类标准)对物质进行分类，同一种物质可能属于不同的物质类别，如碳酸钠：
分类标准 所属类别
组成的阳离子 钠盐
组成的阴离子 碳酸盐
溶解性 可溶性盐
2.根据物质的性质分类
(1)根据物质的性质对氧化物进行分类
氧化物 酸性氧化物 碱性氧化物
定义 能与碱反应生成盐和水的氧化物 能与酸反应生成盐和水的氧化物
实例 CO2、SO3等 CaO、Fe2O3等
属类 大多数非金属氧化物 大多数金属氧化物
(2)氧化物的交叉分类
(1)CuSO4·5H2O属于混合物(　　)
(2)只由一种元素组成的物质一定是纯净物(　　)
(3)非金属氧化物一定是酸性氧化物(　　)
(4)金属氧化物一定是碱性氧化物(　　)
(5)酸性氧化物都能与水化合生成酸(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
1．将不同的物质与它所属的类别进行连线。
答案　
2．(2022·广西北海市教育教学研究室高一质检)下列物质的分类不正确的是(　　)
A．水、过氧化氢和干冰都属于氧化物
B．NaHSO4、CuSO4·5H2O和KMnO4都属于盐
C．H2SO4、HNO3、H2CO3都属于酸
D．烧碱、纯碱、熟石灰都属于碱
答案　D
解析　水、过氧化氢和干冰都是含有两种元素且有一种为氧元素的纯净物，都是氧化物，A正确；NaHSO4、CuSO4·5H2O和KMnO4都是由金属阳离子和酸根阴离子构成的纯净物，都属于盐，B正确；H2SO4、HNO3、H2CO3为三种含氧酸，C正确；纯碱为Na2CO3，属于盐，D不正确。
氧化物分类中的“n个”不一定
(1)碱性氧化物都是金属氧化物，但金属氧化物不一定都是碱性氧化物，如Mn2O7为酸性氧化物。
(2)非金属氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO、H2O等。
(3)酸性氧化物也不一定都是非金属氧化物，如Mn2O7等。
二、分散系及其分类
1．分散系
(1)概念：把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物。
(2)组成：分散系中被分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂。
(3)分类：按照分散质粒子的直径大小分类
2．胶体
(1)胶体的分类
根据分散剂的状态分类
(2)氢氧化铁胶体的制备
①实验操作：在小烧杯中加入40 mL 蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体。
②反应的化学方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(3)胶体的性质——丁达尔效应
①实验探究
操作 在与光束垂直的方向观察现象 原因分析
一条光亮的“通路” 胶体粒子的直径为1～100 nm，能对光线散射
无明显现象 溶液中粒子的直径小于1 nm，散射极其微弱
②应用：区分胶体和溶液。
3．溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质粒子种类 分子、离子 大量分子聚集体或大分子 大量粒子聚集体
分散质粒子直径 小于1 nm 1～100 nm 大于100 nm
外部特征 均一、透明、稳定 较均一、透明、较稳定 不均一、不透明、不稳定，久置沉淀(或分层)
能否透过滤纸 能 能 不能
鉴别方法 胶体(或溶液)和浊液通过静置鉴别；胶体和溶液可通过丁达尔效应鉴别
(1)所有分散系均属于混合物(　　)
(2)直径在1～100 nm的粒子称为胶体(　　)
(3)溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小(　　)
(4)根据丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体、浊液(　　)
(5)将稀FeCl3溶液滴加到沸水中即可得到Fe(OH)3胶体(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
1．(2022·浙江丽水高一期末)下列有关分散系的说法不正确的是(　　)
A．乳浊液和悬浊液都属于浊液，它们的分散质粒子直径均大于100 nm
B．把FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中，制备Fe(OH)3胶体
C．按照分散剂的不同，胶体可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶
D．可用丁达尔效应区分CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体
答案　B
解析　乳浊液和悬浊液都属于浊液，它们的分散质粒子直径均大于100 nm，A正确；向煮沸的蒸馏水中逐滴加入FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，可制得Fe(OH)3胶体，B不正确；按照分散剂状态的不同，胶体可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶，C正确；胶体能产生丁达尔效应，可用丁达尔效应区分CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体，D正确。
2．某课外活动小组进行氢氧化铁胶体的制备实验并检验其性质。请回答下列问题：
(1)若将氯化铁饱和溶液分别滴入下列物质中，能形成胶体的是 (填字母，下同)。
A．冷水 B．沸水
C．氢氧化钠浓溶液 D．氯化钠浓溶液
(2)甲、乙、丙三名同学进行氢氧化铁胶体的制备操作如下，其中正确的是 。
A．甲同学取一小烧杯，加入40 mL蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至混合液呈红褐色，停止加热
B．乙同学直接加热氯化铁饱和溶液
C．丙同学向沸水中滴加氯化铁饱和溶液，为了使反应进行充分，煮沸10分钟
(3)证明有氢氧化铁胶体生成的实验操作是
。
答案　(1)B　(2)A
(3)用红色激光笔照射制得的液体，在与光束垂直的方向观察到一条光亮的“通路”，说明有氢氧化铁胶体生成
(1)制备Fe(OH)3胶体时，不能搅拌，不能加热过度。
(2)不能使用稀FeCl3溶液、NaOH溶液及氨水等制备Fe(OH)3胶体。
(3)每个Fe(OH)3胶体粒子都是许多Fe(OH)3组成的集合体。
(4)丁达尔效应是光的散射现象，是区别胶体与溶液的一种常用物理方法，而不是胶体与溶液的本质区别。
1．采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。根据某种共性，可将CO2、P2O5、SO2、SO3、Cl2O7归为一类，下列物质中，完全符合此共性而能归为此类物质的是(　　)
A．CaO B．CO
C．SiO2 D．H2O
答案　C
解析　CO2、P2O5、SO2、SO3、Cl2O7都属于酸性氧化物，CaO属于碱性氧化物，CO和H2O既不属于酸性氧化物，也不属于碱性氧化物。
2．某校实验室将试剂分类后放在不同的试剂柜里，已存放的部分试剂如下表：
试剂柜号 ① ② ③ ④
试剂 NaOH、Ca(OH)2 盐酸、硫酸 MnO2、CuO NaCl、Na2SO4
该实验室新购进部分氧化钙和纯碱，应将它们分别放在(　　)
A．③和① B．④和①
C．①和② D．③和④
答案　D
解析　根据表中信息可判断①中存放的是碱，②中存放的是酸，③中存放的是氧化物，④中存放的是盐。氧化钙属于氧化物，应放在③中；纯碱是碳酸钠，属于盐，应放在④中。
3．(2022·河南濮阳高一月考)下列关于胶体的叙述错误的是(　　)
A．胶体与溶液的本质区别是分散质粒子直径的大小
B．用丁达尔效应可以区分FeCl3溶液与Fe(OH)3胶体
C．纳米材料粒子直径一般在1～100 nm，因此纳米材料属于胶体
D．《荷塘月色》中描绘的月光穿过薄雾形成缕缕光束的美景与胶体性质有关
答案　C
解析　丁达尔效应是胶体所独有的性质，故可以用丁达尔效应区分FeCl3溶液与Fe(OH)3胶体，B项正确；纳米材料粒子直径一般在1～100 nm，但单独的纳米材料不属于分散系，故不属于胶体，C项错误；《荷塘月色》中描绘的月光穿过薄雾形成缕缕光束的美景属于丁达尔效应，属于胶体的性质，D项正确。
4．下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装上的部分文字说明。
配料表 精制海盐、碘酸钾(KIO3)
含碘量 20～40 mg·kg－1
储藏方法 密封、避光、防潮
食用方法 烹调时待食品熟后加入碘盐
请根据此表，结合中学学过的化学知识，回答下列问题：
(1)根据物质分类中的树状分类法的有关知识，在①HIO3、②NaIO3、③KOH、④I2O5、⑤NaCl五种 (填“混合物”“化合物”“盐”或“氧化物”)中，与碘酸钾(KIO3)属于同类物质的是 (填序号)。
(2)推测碘酸钾(KIO3)的物理性质：碘酸钾 (填“能”或“不能”)溶于水；化学性质：碘酸钾在受热时 。
答案　(1)化合物　②⑤ (2)能　易分解
解析　(1)五种物质均属于化合物。碘酸钾属于盐，其中属于盐的有②和⑤。
(2)碘酸钾属于钾盐，能溶于水，根据“加碘盐”的食用方法“烹调时待食品熟后加入碘盐”可知碘酸钾受热易分解。
题组一　物质与组成元素
1．在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”“增铁酱油”“高钙牛奶”“富硒茶叶”和“含氟牙膏”等商品。这里的碘、铁、钙、硒、氟指的是(　　)
A．元素 B．单质
C．分子 D．离子
答案　A
2．下列说法正确的是(　　)
A．纯净物一定由同种分子构成
B．同种分子构成的物质一定是纯净物
C．混合物肯定由两种以上元素组成
D．含有氧元素的化合物都是氧化物
答案　B
解析　纯净物不一定只由同种分子构成，也可由同种原子构成(如稀有气体、金刚石等)，还可由离子构成(如氯化钠等)；混合物不一定由两种以上元素组成(如金刚石和石墨的混合物)；含氧元素的化合物不一定是氧化物(如碳酸钠等)。
题组二　物质的分类
3．(2022·浙江安吉县高级中学高一检测)2022年2月，冬奥会在北京举行，用生物材料聚乳酸()制作成的可降解餐具作为冬奥会选手吃饭时的“饭碗”，聚乳酸属于(　　)
A．氧化物 B．单质
C．有机物 D．碱
答案　C
4．(2022·桂林高一检测)下列各组物质，按单质、化合物、混合物顺序排列的是(　　)
A．铝、纯碱、盐酸 B．红磷、熟石灰、水
C．石墨、稀硫酸、胆矾 D．石灰水、干冰、空气
答案　A
解析　铝是单质，纯碱是碳酸钠，为化合物，盐酸是混合物，A正确；红磷是单质，熟石灰是氢氧化钙，为化合物，水是纯净物，B错误；石墨是单质，稀硫酸是混合物，胆矾是五水硫酸铜，为化合物，C错误；石灰水是混合物，干冰是二氧化碳，为化合物，空气为混合物，D错误。
5．物质的分类如图所示：
由图判断下列说法不正确的是(　　)
A．甲图所示的分类方法属于树状分类法
B．乙图所示的分类方法属于交叉分类法
C．碱性氧化物一定是金属氧化物
D．非金属氧化物一定是酸性氧化物
答案　D
解析　非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。
6．(2021·甘肃民勤县第一中学高一月考)下列有关氧化物的判断正确的是(　　)
A．KNO3含有氧元素，故它属于氧化物
B．依据性质不同，氧化物只能分为酸性氧化物和碱性氧化物
C．金属氧化物均为碱性氧化物，非金属氧化物均为酸性氧化物
D．酸性氧化物都能与碱反应生成盐和水
答案　D
解析　氧化物由两种元素组成，其中一种为氧元素，KNO3是含氧酸盐，不是氧化物，A错误；依据性质不同氧化物能分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物等，B错误；金属氧化物可能是碱性氧化物，也可能是酸性氧化物，非金属氧化物可能为酸性氧化物，也可能是不成盐氧化物，C错误；酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物，D正确。
题组三　分散系、胶体
7．溶液、胶体和浊液这三种分散系的根本区别是(　　)
A．是否是大量分子或离子的集合体
B．是否能透过滤纸
C．分散质粒子直径的大小
D．是否均一、透明、稳定
答案　C
8．(2022·四川巴州高一检测)下列关于胶体的叙述错误的是(　　)
A．新冠病毒蛋白质分子的直径约为80 nm，在空气中可以形成气溶胶
B．胶体和溶液的分散质均能透过滤纸
C．胶体区别于其他分散系的本质是有丁达尔效应
D．自然界中云、雾、烟都是胶体
答案　C
解析　新冠病毒蛋白质分子直径在1～100 nm，在空气中分散可以形成气溶胶，A正确；胶体的分散质微粒直径在1～100 nm，溶液的分散质微粒直径小于1 nm，两种分散系的分散质微粒都可以透过滤纸，B正确；胶体区别于其他分散系的本质是分散质微粒直径的大小，C错误。
9．当光束通过下列分散系：①有尘埃的空气、②稀硫酸、③蒸馏水、④墨水，能观察到丁达尔效应的是(　　)
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
答案　C
解析　常见的三种分散系为溶液、胶体、浊液，丁达尔效应是胶体特有的性质。上述物质中有尘埃的空气和墨水属于胶体，稀硫酸为溶液，蒸馏水因为杂质较少可以认为是纯净物。
10．(2022·山东滕州高一检测)向烧杯中加入25 mL蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，就制得了Fe(OH)3胶体。下列有关胶体的叙述不正确的是(　　)
A．胶体是一种分散系，属于混合物
B．胶体的本质特征是能发生丁达尔效应
C．胶体的分散质粒子直径为1～100 nm
D．不能用滤纸分离提纯Fe(OH)3胶体中的NaCl
答案　B
解析　胶体是一种分散系，属于混合物，A正确；胶体的本质特征是分散质粒子的直径为1～100 nm，B错误、C正确；胶体和溶液均能透过滤纸，故不能用滤纸分离提纯Fe(OH)3胶体中的NaCl，D正确。
11．只含有一种元素的物质(　　)
A．可能是纯净物也可能是混合物
B．可能是单质也可能是化合物
C．一定是纯净物
D．一定是一种单质
答案　A
解析　一种元素可构成不同的单质，它们互为同素异形体，如由碳元素形成的单质有金刚石、石墨以及无定形的碳，由磷元素形成的单质有红磷和白磷，由氧元素形成的单质有氧气和臭氧，因此只含有一种元素的物质不一定是纯净物，可能是由几种单质混合在一起的混合物；化合物是指由不同元素组成的纯净物，至少有两种元素，所以只含有一种元素的物质一定不是化合物。
12．下列各项中的物质能满足如图所示阴影部分关系的是(　　)
选项 ① ② ③ ④
A NaCl K2SO4 KCl (NH4)2SO4
B Na2SO4 K2SO4 KCl NH4Cl
C NaCl K2SO4 KCl NH4Cl
D Na2SO4 K2SO4 KCl (NH4)2SO4
答案　B
解析　①中的盐既属于钠盐又属于硫酸盐，可排除A、C两项；④中的盐既属于铵盐又属于盐酸盐，则B项中的NH4Cl正确，排除D项。
13．酸式盐是盐的一类，可看作是多元酸中的氢离子未被完全中和所得到的盐，常见的有NaHCO3、NaHSO4、KH2PO4、K2HPO4等。已知H3PO2(次磷酸)与足量的NaOH反应只生成一种盐NaH2PO2，则下列说法正确的是(　　)
A．H3PO2属于二元酸
B．H3PO2属于三元酸
C．NaH2PO2属于酸式盐
D．NaH2PO2属于正盐
答案　D
解析　由于H3PO2与足量的NaOH反应只生成一种盐NaH2PO2，故H3PO2为一元酸；由于H3PO2为一元酸，故NaH2PO2属于正盐。
14．我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10－9 m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子的结构和性质与人体内的血红素及植物内的叶绿素非常相似。下列关于“钴酞菁”分子的说法正确的是(　　)
A．在水中所形成的分散系属悬浊液
B．“钴酞菁”分子不能透过滤纸
C．分子直径比钠离子小
D．在水中形成的分散系能产生丁达尔效应
答案　D
解析　“钴酞菁”的分子直径在1～100 nm，因此在水中所形成的分散系是胶体，A项错误；“钴酞菁”分子直径在1～100 nm，能够透过滤纸，B项错误；钠离子直径＜1 nm，C项错误；胶体能产生丁达尔效应，D项正确。
15．已知二氧化碳、二氧化硫等都只能与碱反应生成盐和水，这些氧化物为酸性氧化物；氧化铜、氧化铁等都只能与酸反应生成盐和水，这些氧化物为碱性氧化物；而氧化铝既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水，因此氧化铝为两性氧化物。
(1)现有①七氧化二锰、②二氧化硅、③氧化钠、④氧化钙、⑤氧化锌5种氧化物，其中七氧化二锰、二氧化硅、氧化锌可与碱反应生成盐和水；氧化钠、氧化钙、氧化锌可与酸反应生成盐和水。这5种氧化物中属于酸性氧化物的是 (填序号，下同)；属于碱性氧化物的是 ；属于两性氧化物的是 。
(2)请写出下列反应的化学方程式：
①二氧化硫和氧化钙： ；
②二氧化硫和过量氢氧化钠溶液： ；
③氧化钠和二氧化碳： ；
④氧化钠和稀盐酸： ；
⑤氧化钠和水： 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
A．金属氧化物都是碱性氧化物
B．非金属氧化物都是酸性氧化物
C．碱性氧化物都是金属氧化物
D．酸性氧化物都是非金属氧化物
答案　(1)①②　③④　⑤
(2)①SO2＋CaO===CaSO3
②SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
③Na2O＋CO2===Na2CO3
④Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
⑤Na2O＋H2O===2NaOH
(3)C
解析　(3)金属氧化物也可能是酸性氧化物，如七氧化二锰，也可能是两性氧化物，如氧化铝和氧化锌；非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如一氧化碳；碱性氧化物一定是金属氧化物；酸性氧化物可能是非金属氧化物，也可能是金属氧化物。
16．Fe2O3又称铁红，请根据要求完成下列问题。
(1)Fe2O3固体(红棕色)属于 (填“纯净物”或“混合物”)。将其加入适量盐酸中，反应的化学方程式： 。
(2)用上述所得溶液进行下列实验：取少量溶液于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，反应的化学方程式：
。
(3)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至出现 色，停止加热即可制得Fe(OH)3胶体。
(4)另取一小烧杯也加入20 mL蒸馏水，向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液，振荡摇匀后，将此烧杯(甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到 (填“甲”或“乙”)烧杯的液体中产生了丁达尔效应。
答案　(1)纯净物　Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O　(2)FeCl3＋3NaOH===3NaCl＋Fe(OH)3↓
(3)红褐　(4)乙
解析　(1)Fe2O3固体(红棕色)只含一种物质，属于纯净物；氧化铁属于碱性氧化物，和酸反应生成铁盐和水，化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。(2)氯化铁和NaOH发生复分解反应，生成红褐色沉淀氢氧化铁，同时生成NaCl，化学方程式为FeCl3＋3NaOH===3NaCl＋Fe(OH)3↓。(3)将蒸馏水加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至出现红褐色，得到氢氧化铁胶体。(4)甲烧杯中液体为溶液、乙烧杯中液体为胶体，胶体中分散质粒子直径在1～100 nm，溶液中分散质粒子直径小于1 nm，胶体能产生丁达尔效应，所以乙烧杯中产生丁达尔效应。

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