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第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
1、能根据物质的组成、结构、性质或变化等不同的分类依据，运用数状分类法和交叉分类法对物质进行分类。
2、能够举例说明胶体的典型特征。
3、能从物质类别的视角说明物质之间的转化路径。
4、能理解四种基本反应类型的分类依据，并以此对常见化学反应进行分类。
5、能够利用酸、碱、盐和氧化物的性质，设计实现常见物质之间转化的合理路径。
教学目标
一、物质的分类
1、根据物质的组成和性质分类
1) 根据物质的组成分类
任何物质都是由元素组成的，根据元素组成对物质进行分类是化学研究的基础。
同素异形体：由一种元素形成的几种性质不同的单质
如：金刚石、石墨、C60；O2和O3；红磷和白磷等
一、物质的分类
1) 根据物质的组成分类
(1) 树状分类法：根据物质的组成进行分类的一种方法
物质种类数目
元素种类数目
是否含碳元素
两种元素一种为氧
物质
混合物
纯净物
单质
化合物
无机化合物
有机化合物
氧化物
酸
碱
盐

非金属单质
金属单质
稀有气体
一、物质的分类
练、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：
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
试剂柜号 ① ② ③
试剂 NaOH、Ca(OH)2 盐酸、硫酸 MnO2、CuO
一、物质的分类
1) 根据物质的组成分类
(2) 交叉分类法：从不同的角度对物质进行分类
Na2CO3
Na2SO4
K2SO4
K2CO3
钠 盐
钾 盐
硫酸盐
碳酸盐
按阳离子进行分类
按阴离子进行分类
一、物质的分类
练、找出一种不同于其它种的物质( )
A. Na2CO3 Na2SO4 NaCl K2CO3
B. Na2CO3 K2CO3 Na2SO4 CaCO3
C. Na2CO3 K2CO3 KCl K2SO4
D. Na2CO3 Na2SO4 K2SO4 MgSO4
思考与交流
CO2 +2NaOH ═ Na2CO3 +H2O
SO3 + 2NaOH ═ Na2SO4 + H2O
CaO + 2HCl ═ CaCl2 + H2O
Fe2O3 +6HCl ═ 2FeCl3 +3H2O
如：CO2、SO2等能与碱反应生成盐和水， 这类氧化物称为酸性氧化物。
如：CaO、Fe2O3等能与酸反应生成盐和水，这类氧化物称为碱性氧化物。
思考：NO2是酸性氧化物吗？
已知：2NO2 + 2NaOH ＝ NaNO3 + NaNO2 + H2O
一、物质的分类
补：根据物质的性质分类
1、氧化物：
成盐氧化物、不成盐氧化物和过氧化物
(1) 成盐氧化物：指能够与酸或碱反应生成盐的氧化物
可分为：酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物
(2) 不成盐氧化物：既不能与酸反应生成盐也不能与碱反应生成盐的氧化物。
其中：NO、CO就是典型的不成盐氧化物。
(3) 过氧化物：含过氧键的氧化物(如: H2O2、Na2O2等)
一、物质的分类
(1) 成盐氧化物——酸性氧化物
多数酸性氧化物能溶于水，与水化合生成对应的含氧酸。大多数非金属氧化物属于酸性氧化物。
如：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O
SO2＋Ba(OH)2＝BaSO3↓＋H2O
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
Mn2O7＋2NaOH＝2KMnO4＋H2O
注意：酸性氧化物不一定是非金属氧化物
一、物质的分类
如：CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
Fe2O3＋6HNO3＝ 2Fe(NO3)3＋3H2O
结论：碱性氧化物一定是金属氧化物
(1) 成盐氧化物——两性氧化物
如：Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O
Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，称为两性氧化物。
(1) 成盐氧化物——碱性氧化物
一、物质的分类
酸性氧化物
碱性氧化物
非金属氧化物
金属氧化物
(Mn2O7)
(NO、CO、H2O)
一定
(Mn2O7、Al2O3)
思考：酸(碱)性氧化物与非金属(金属)氧化物之间有无联系？
一、物质的分类
酸 碱 盐 碱性氧化物 酸性氧化物
A H2SO4 NaOH BaCO3 CO CO2
B HClO KOH NaHCO3 CaO SO2
C CH3COOH Na2CO3 CaCl2 Na2O SO3
D NaHSO4 NH3·H2O NaCl Na2O2 CO
练、下表中关于物质的分类正确的是( )
一、物质的分类
2、酸的分类：
(1) 是否含氧元素
含氧酸：
非含氧酸：
H2SO4、HNO3 、 H3PO4等
HF(氢氟酸)、H2S(氢硫酸)、HBr(氢溴酸)
(2) 能否完全电离
强酸：能够完全解离的酸
弱酸：不能够完全解离的酸
如：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4(高氯酸)…
如：H2CO3、CH3COOH、HF、H2S、H2C2O4…
一、物质的分类
(3) 最多可电离出H＋的数目
一元酸：
二元酸：
三元酸：
CH3COOH、H3PO2(次磷酸)、H3BO3(硼酸)…
H2SO4、H2CO3、H2S、H3PO3(亚磷酸)…
H3PO4…
注意：确定某酸是几元酸，不能依据分子中氢原子的个数，如：CH3COOH不是四元酸，而是一元酸。
一、物质的分类
3、碱的分类：
(1) 是否可溶于水
可溶碱：
难溶碱：
KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2、NH3·H2O
大部分碱 Cu(OH)2、Fe(OH)2、Mg(OH)2
(溶碱有五种，钾钠钡钙氨)
KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2
强碱：
弱碱：
NH3·H2O、Fe(OH)2、Mg(OH)2…
(2) 能否完全电离
一、物质的分类
(3) 最多可电离出OH－的数目
KOH、NaOH、NH3·H2O…
Ca(OH)2、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Mg(OH)2…
一元碱：
二元碱：
三元碱：
Fe(OH)3、Al(OH)3…
一、物质的分类
4、盐的分类：
由金属阳离子(或NH4+)和酸根离子构成的化合物
(1) 按是否可溶于水
可溶性盐:
微溶性盐:
难溶性盐:
钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐
CaSO4、Ag2SO4、MgCO3、Ca(OH)2
AgCl、BaSO4、CaCO3
一、物质的分类
(2) 按组成中是否有可电离的H＋、OH－
正盐:
酸式盐:
碱式盐:
NaCl、(NH4)2CO3、
NaHCO3、NaHSO4、NaHSO3、NH4HSO3、
Ca5(OH)(PO4)3、 Cu2(OH)2CO3
拓展——复盐：由两种或两种以上金属阳离子(或NH4+)和一种酸根离子构成的盐。
如：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O、KAl(SO4)2·12H2O…
一、物质的分类
练、下列给定的物质中
属于正盐又属于含氧酸盐的是________
属于含氧酸的酸式盐的是________
属于强酸强碱盐的是________
属于弱酸的酸式盐的是________
属于复盐的是________
A. Na2SO4 B. NaHCO3 C. NaHSO4
D. KAl(SO4)2 E. CaCO3 F. NaCl
A、E
B、C
A、C、F
B
D
温故知新——树状分类法
如果说物质的分类是一颗茁壮成长的大树，面对这颗树，你觉得有什么不完美之处？
化学物质
单质
酸
碱
盐
纯净物
化合物
氧化物
混合物
在真实的物质世界中，绝大多数的物质都是以混合物的形式存在的。
一、物质的分类——混合物
1、基本概念
(1) 分散系：
(2) 分散质：
(3) 分散剂：
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。
被分散成粒子的物质
起容纳分散质作用的物质
思考：溶液中分散质和分散剂分别为_____、____。
溶质 溶剂
一、物质的分类
2、分散系的组合方式及分类
(1) 分散系的组合方式
分散质 分散剂
气态
液态
固态
固态
液态
气态
空气
云、雾
烟、灰尘
牛奶、酒精的水溶液
糖水、油漆
泡沫
泡沫塑料
珍珠(裹藏着水的碳酸钙)
有色玻璃、合金
实例
一、物质的分类
2、分散系的组合方式及分类
(2) 常见的三类分散系 (液态分散系)
类型
胶体
1nm
100nm
分散质
粒子直径
溶液
悬浊液
乳浊液
分类依据：分散质粒子直径的大小
思考：三类分散系的本质区别是什么
一、物质的分类
2、分散系的组合方式及分类
(2) 常见的三类分散系 (液态分散系)
类型
胶体
1nm
100nm
分散质
粒子直径
溶液
悬浊液
乳浊液
1nm
100nm
CuSO4溶液
泥水(含泥沙)
？
二、胶体
1、胶体：分散质粒子直径大小在1 nm ~ 100 nm之间的分散系
(1) 按分散质微粒的组成分类：
粒子胶体： Fe(OH)3胶体、 AgI胶体
分子胶体：蛋白质胶体、淀粉胶体(高分子)
2、分类：
二、胶体
(2) 按分散剂的状态分类：
气溶胶：
液溶胶：
固溶胶：
烟 云 雾
牛奶 豆浆 果冻
烟水晶 玛瑙 有色玻璃
二、胶体
3、胶体的制备 (实验1-1：Fe(OH)3胶体的制备)
二、胶体
3、胶体的制备 (实验1-1：Fe(OH)3胶体的制备)
实验操作：
取1个100mL小烧杯，向烧杯中加入40mL蒸馏水，将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，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
原理: FeCl3 + 3H2O == Fe(OH)3(胶体) + 3HCl

注意：书写制备胶体的化学方程式时，在胶体粒子后面标注“胶体”，而不标注“↓”。
思考：如何去除杂质，制备纯净的Fe(OH)3胶体呢？
二、胶体
4、胶体的提纯——
分散质粒子直径/m
10－10 10－9 10－8 10－7 10－6 10－5
半透膜 滤纸
沉淀颗粒
胶体粒子
分子离子
结论：胶体中的分散质粒子(简称胶粒)能透过滤纸，但无法透过半透膜。
渗析
应用：分离和提纯胶体
二、胶体
4、胶体的提纯——渗析
淀粉胶体
和食盐溶液
半透膜
蒸馏水
实验操作：盛有淀粉胶体和食盐溶液的半透膜浸在蒸馏水中一段时间。：
烧杯中的溶液加入AgNO3溶液有白色沉淀；
烧杯中的溶液加入碘水无现象。
二、胶体
5、胶体的性质——丁达尔效应(P8实验1-1)
条件 暗处 试剂 CuSO4溶液 Fe(OH)3胶体
操 作 分别用红色激光笔照射这两种液体， 在与光束垂直的方向进行观察。
现象
看到一条光亮的“通路”
无现象
二、胶体
(1) 概念：当一束可见光束通过胶体时，可以看到一条光亮的“通路”。
(3) 应用：区分溶液与胶体的一种常用物理方法
(2) 原因：胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)而形成的。
5、胶体的性质——丁达尔效应
胶体
溶液
粒子较大，散射
粒子小，全透射
二、胶体
生活中的丁达尔现象
树林中的晨曦 美丽的夜景
拓展：胶体的其他性质——布朗运动
一、布朗运动：
胶体粒子在分散系中作不停地、无秩序地运动
胶粒因做布朗运动不易聚集成质量较大的颗粒而沉降。是胶体相对稳定的因素之一。
拓展：胶体的其他性质——电泳
拓展：胶体的其他性质
(1)概念：在电场的作用下，胶体粒子在分散剂里作定向移动，这种现象叫做电泳。
(2)现象：通电一段时间后电源正极一侧红褐色的胶体液面下降，电极负极一侧红褐色的胶体液面上升。
二、电泳
思考：胶体为什么会发生电泳现象呢？
拓展：胶体的其他性质
二、电泳
原因：胶体中的分散质“胶粒”具有相对较大的表面积，能够吸附阴离子或阳离子，从而使胶粒带上负电或正电，在外加电场的作用下可定向移动，即电泳现象。
思考：胶体为什么会发生电泳现象呢？
[Fe(OH)3]m
FeO+
FeO+
FeO+
FeO+
FeO+
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Cl－
Fe(OH)3胶体的结构示意图
拓展：胶体的其他性质
同种胶体胶粒所带电荷相同，胶粒之间相互排斥不能聚集成沉淀，可稳定存在，这是胶体具有介稳性的主要原因。
胶粒带电情况
带正电荷：金属氧化物，金属氢氧化物
带负电荷：非金属氧化物，金属硫化物 、硅酸、土壤
淀粉胶粒(大分子)
思考：是不是所有的胶粒都带电呢？
应用：静电除尘
含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。
拓展：胶体的其他性质——聚沉
拓展：胶体的其他性质——聚沉
三、聚沉
(1) 原理：中和胶体粒子的电荷或加快胶体粒子的热运动以增加胶体粒子的结合机会。
① 加电解质：
(2) 常用方法
电解质中的阴、阳离子可以中和胶粒表面吸附的电荷，使胶体粒子聚集成较大的颗粒而聚沉。
实例：
① FeCl3溶液用于止血；
② 入海口处，河水中的土壤胶体遇到海水中的大量盐，发生聚沉形成沙洲；
③ 生活中用盐卤(MgCl2)或石膏(CaSO4)制作豆腐。
拓展：胶体的其他性质——聚沉
② 加入带相反电荷胶体粒子的胶体
(2)常用方法
实例：
① 明矾净水：明矾(KAl(SO4)2·12H2O)溶于水生成Al(OH)3胶粒(带正电荷)与泥沙胶体粒子(带负电荷)中和，共同聚沉使水净化
② 不同类型的墨水混用发生堵笔现象。
③ 加热：
温度升高，胶粒的吸附能力减弱，胶粒所吸附的离子数减少，胶粒间的斥力作用减弱，使得胶粒在碰撞时容易结合成大颗粒，形成沉淀或凝胶。
实例：使用微波手术刀进行外科手术
小结：溶液、胶体、浊液三种分散系的对比
分散系 溶液 胶体 浊液
外观
实例
分散质粒子直径
分散质粒子组成
能否透过滤纸
能否透过半透膜
丁达尔效应
稳定性
均一、透明
均一、透明
不均一、不透明
泥水、油水
CuSO4溶液
淀粉溶液
<1nm
1~100nm
>100nm
离子、分子
多分子集合体
或有机高分子
巨大数目分子集合体
能
能
否
能
否
否
无
有
无
稳定
介稳定
不稳定
当堂检测
练习、从①渗析、②聚沉、③电泳、④丁达尔效应，将正确
的选项填在相应的位置(填序号):
(1)在肥皂水中透过强光，可看到光带，这种现象称为_____；
(2)在Fe(OH)3胶体中加入少量电解质溶液，产生红褐色沉淀，这种现象叫作_____；
(3)用半透膜把胶体中的NaCl分离出来的方法叫作_____；
(4)在水泥和冶金工厂常用高压电对气溶胶作用，除去大量烟尘，减小对空气的污染,这种做法应用的主要原理是______。
①
②
③
④
温故知新——化学反应的基本类型
反应类型 模型符号
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
A+ B + ···· = C
A = B + C + ····
单 + 化 = 新单 + 新化
AB + CD = AD + CB
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
1、酸的主要化学性质
酸的通性 列举实例(写出反应方程式) 反应类型
指示剂
活泼金属
碱性氧化物
碱
某些盐
紫色石蕊试液遇酸显红色无色酚酞试液遇酸不变色
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
置换反应
(1)金属的活动性比氢强
(2)酸除浓硫酸、硝酸
(3)铁与酸反应生成亚铁盐(+2价）
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
复分解反应
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
复分解反应
复分解反应
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + 2HCl
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
2、碱的主要化学性质
碱的通性 列举实例(写出反应方程式) 反应类型
指示剂
酸
酸性氧化物
某些盐
紫色石蕊试液遇碱显蓝色无色酚酞试液遇碱显红色
NaOH + HCl = NaCl + H2O
复分解反应
CO2+2NaOH =Na2CO3+H2O
复分解反应
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2 ↓+Na2SO4
思考：将NaOH换成Ba(OH)2又如何呢？
共性 vs 特性
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
3、盐的主要化学性质
盐的通性 列举实例(写出反应方程式) 反应类型
金属
酸
碱
盐
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
置换反应
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
复分解反应
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
(1)参于反应的盐应可溶
(2)金属的活动性“强”置换“弱”
(3)除K、Ca、Na外
(4)铁与盐反应生成亚铁盐(+2价）
复分解反应
盐+酸→新盐+新酸
(1)强酸制弱酸
(2)难挥发性酸制易挥发性酸
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
复分解反应
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
4、氧化物的主要化学性质
氧化物的通性 列举实例(写出反应方程式)
酸 性 氧 化 物 部分能与 水反应
与碱反应
与碱性 氧化物反应
SO3 + H2O = H2SO4
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
CaO + SO2 = CaSO3
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
4、氧化物的主要化学性质
氧化物的通性 列举实例(写出反应方程式)
碱 性 氧 化 物 部分能与 水反应
与酸反应
与酸性 氧化物反应
CaO + H2O = Ca(OH)2
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
Na2O + CO2 = NaCO3
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
4、氧化物的主要化学性质
氧化物的通性 列举实例(写出反应方程式)
两 性 氧 化 物 与酸反应
与碱反应
过氧 化物
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
如H2O2、Na2O2中的O为 1，化学性质与一般的氧化物不同；
如： Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + O2↑
一、酸、碱、盐及氧化物的主要化学性质
思考：为什么酸、碱、盐具有相似的化学性质呢？
HCl
H2SO4
HNO3
H＋
NaOH
KOH
Ba(OH)2
OH
Na2CO3
K2CO3
(NH4)2CO3
CO32
具有相似的化学组成
结构决定性质
二、物质的转化
(1)单质、酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系
金属单质
O2
碱性氧化物
H2O
碱
盐
非金属单质
酸性氧化物
酸
盐
O2
H2O
盐
盐+水
盐+盐
碱+盐
酸+盐
金属单质
+
盐
盐+
氢气
注意：上述反应规律仅具有一般性，不具有普遍性
二、物质的转化
(2) 物质的转化的应用
① 依据物质的组成和性质及物质之间的转化关系，可以确定制取某类物质的可能方法。
如：制取碱(NaOH)
方法一: 碱性氧化物+水→碱(Na2O+H2O=2NaOH)
方法二: 盐+碱→新碱+新盐(Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH)
② 实际生产中，除了要考虑反应进行的可能性，还要考虑原料来源、成本高低和设备要求等因素。
2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
通电
二、物质的转化
1、下列变化不能通过一步化学反应实现的是( )
A. BaCl2→BaSO4 B. CuO→Cu(OH)2
C. NaOH→Na2SO3 D. MgSO4→Mg(OH)2
E. Fe→FeCl3 F. Na2O→Na2CO3
B

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