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第一章　物质及其变化
第一节　物质的分类及转化
第1课时　物质的分类
课程标准 核心素养目标
1.认识元素可以组成不同种类的物质，根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2.认识胶体是一种常见的分散系。 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2.科学探究与创新意识：通过制备Fe(OH)3胶体和丁达尔效应的实验，认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。
一、根据物质的组成和性质分类
1．物质的组成
元素
纯净物
化合物
定义 示例
由 元素形成的几种性质不同的 ，叫做这种元素的同素异形体 ①金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体；
②O2和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体
同一种
2．同素异形体
单质
3.两种常用分类方法
(1)树状分类法：下图所示是根据物质的 对物质进行分类的一种方法，形象地称为树状分类法。
组成
纯净物
化合物
稀有气体
氧化物
盐
(2)交叉分类法：从不同的角度对物质进行分类的一种方法。
钠盐
钾盐
硫酸盐
碳酸盐
4．酸性氧化物和碱性氧化物
氧化物 定义 物质类别 示例
酸性
氧化物 能与 反应生成
的氧化物 大多数非金属氧化物 CO2、SO2、SO3等
碱性
氧化物 能与 反应生成
的氧化物 大多数金属氧化物 CaO、CuO、MgO等
碱
盐和水
盐和水
酸
粒子
二、分散系及其分类
1．分散系及其组成
(1)定义
化学上把一种(或多种)物质以　　形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的　　　　，叫做分散系。
混合物
(2)组成
被分散成粒子
(3)分类
根据分散质粒子的直径大小对分散系进行分类，可分三大类：
胶体 液溶胶 气溶胶 固溶胶
分散剂的状态 　　　 　 　
举例 Fe(OH)3胶体 云、雾 有色玻璃
液体
2．胶体的分类、制备及性质
(1)胶体的分类
气体
固体
(2)Fe(OH)3胶体的制备
①制备原理：发生反应的化学方程式为
。
②实验操作
将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴 饱和溶液。继续煮沸至液体呈 ，停止加热，即可制得Fe(OH)3胶体。(如下图，夹持装置已省略)
FeCl3
红褐色
(3)胶体的性质——丁达尔效应
一条光亮的“通路”
散射
◆拓展延伸
认识化学科学
(1)化学是在原子、分子的水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。
(2)化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质、以符号形式表征物质、在不同层面上创造物质。
◆易错警示
(1)同素异形体的物理性质不同是由其结构不同引起的，而结构不同，可以是原子排列方式不同(如金刚石和石墨)，也可以是原子数目不同(如O2和O3)。
(2)同素异形体化学性质相似。
(3)同素异形体之间的转化是化学变化。
◆概念图解
氧化物及其分类
(1)酸性氧化物与碱反应只生成一种盐和水。
(2)碱性氧化物与酸反应只生成一种盐和水。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物不一定是酸性氧化物；金属氧化物不一定是碱性氧化物，但碱性氧化物一定是金属氧化物。
◆拓展延伸
图解分散质粒子的大小
(1)由同种元素组成的物质是单质，由两种或两种以上元素组成的物质
是化合物(　 　)
(2)盐酸、氨水、冰水混合物都是混合物(　 　)
(3)金刚石、石墨和C60互为同素异形体，它们之间的转化是化学变化
(　 　)
(4)Fe2O3不能与H2O化合生成Fe(OH)3，故Fe2O3不是碱性氧化物(　 　)
(5)纳米材料颗粒直径介于1～100 nm之间，故能产生丁达尔效应(　 　)
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
×
√
×
×
×
探究一 物质的分类——研究物质的重要视角
角度1　从组成和性质角度对物质分类
徐光宪院士组织北京大学化学与分子工程学院师生编写了《分子共和国》一书，从“单质一族”的氢气、氧气，到“无机城市”的硫酸、硝酸、二氧化碳，再到“有机堡垒”“铁匠铺”……师生们以丰富的想象力构建了一个生动而真实的“分子共和国”。
[问题设计]
(1)上图所示物质中，属于酸的有________________________________ (填化学式，下同)，属于盐的有__________。
提示：HNO3、H2SO4、H3PO4、CH3COOH　CaCO3
(2)上图所示物质中，属于氧化物的有______________________，属于有机物的有____________________________________________。
(3)从元素组成来看，O2属于________；与其互为同素异形体的物质是________。　
提示：CO2、NO2、H2O2、TiO2　C2H5OH、CH4、C6H12O6、CH3COOH
提示：单质　O3
2．物质分类的易错警示
[例1] 烟花常被用于盛大的典礼或表演中，烟花创意与传统文化融合，诠释着璀璨绚烂的焰火神韵。烟花中使用的化学物质主要有KClO3、KNO3、NaNO3、Ba(NO3)2、硫粉(S)、木炭粉(C)、镁粉(Mg)、C12H22O11(蔗糖)等。
下列说法不正确的是(　　)
A．从其组成的阳离子看，KClO3、KNO3属于钾盐
B．从其组成的阴离子看，KNO3、NaNO3、Ba(NO3)2属于硝酸盐
C．从元素组成看，KClO3、C12H22O11(蔗糖)属于氧化物
D．硫粉和木炭粉属于非金属单质，镁粉属于金属单质
C
解析：
KClO3、KNO3都属于盐，含有的阳离子都是K＋，故属于钾盐，A正确；KNO3、NaNO3、Ba(NO3)2都是盐，含有的阴离子都是NO3(—)，故属于硝酸盐，B正确；氧化物只含两种元素，且其中一种是氧元素，KClO3、C12H22O11(蔗糖)均含三种元素，故不属于氧化物，C错误。
1．(2024·广西柳州铁一中学高一期末)分类在化学发展中起到了重要的作用。下列物质的分类正确的是(　　)
A
单质 氧化物 酸 碱 盐
A 金刚石 水 硫酸 烧碱 胆矾
B 黄铜 NO2 盐酸 石灰水 FeSO4
C 碘酒 CO 磷酸 熟石灰 食盐
D H2 Fe3O4 HNO3 纯碱 小苏打
解析：
金刚石是碳单质，水属于氧化物，硫酸属于酸，烧碱是氢氧化钠，属于碱，胆矾是硫酸铜的结晶水合物，属于盐，A正确；黄铜是合金，属于混合物，石灰水是氢氧化钙溶液，是混合物，B错误；碘酒是碘单质的酒精溶液，属于混合物，C错误；纯碱是碳酸钠的俗称，属于盐，不属于碱，D错误。
角度2　从组成和性质角度认识氧化物
2022年北京冬奥会期间，我国政府共计投入使用816辆氢氧燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务，充分体现“绿色奥运”的理念。一种生产氢气的工艺流程如下图所示。
[问题设计]
(1)从元素组成的角度判断，H2O、CaO、HgO分别属于哪类氧化物？
提示：H2O是非金属氧化物；CaO和HgO属于金属氧化物。
(2)已知：HgO＋2HNO3===Hg(NO3)2＋H2O。从化学性质角度判断，HgO、CaO属于哪类氧化物？
提示：HgO和CaO均属于碱性氧化物。
从组成和性质角度认识氧化物
[例2] NO2是大气污染物，能与NaOH溶液反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。SiO2常用于制造光导纤维，能与氢氟酸(HF)反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　)
A．从元素组成看，NO2和SiO2都是非金属氧化物
B．NO2能与NaOH溶液反应，因此NO2是酸性氧化物
C．SiO2能与氢氟酸(HF)反应，因此SiO2是碱性氧化物
D．非金属氧化物可能是酸性氧化物，也可能是碱性氧化物
A
解析：
NO2和SiO2都由非金属元素(N、Si)和氧元素组成，都属于非金属氧化物，A正确；NO2与NaOH溶液反应生成两种盐和水，且反应前后氮元素化合价发生变化，故NO2不是酸性氧化物，B错误；SiO2与氢氟酸反应生成SiF4气体，不生成盐，因此SiO2不是碱性氧化物，C错误；非金属氧化物可能是酸性氧化物，但不可能是碱性氧化物，D错误。
[深度思考]　已知：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。结合例2信息，从化学性质角度推测SiO2所属物质类别为________________。
酸性氧化物
2．(2024·广西玉林高一期中)已知Mn2O7＋2NaOH===2NaMnO4＋H2O，此反应说明Mn2O7属于(　　)
A．碱性氧化物 B．酸性氧化物
C．碱 D．盐
B
解析：
Mn2O7与碱反应生成盐和水，说明Mn2O7属于酸性氧化物，B正确。
探究二 从构成和性质角度认识分散系
素材1　在一个雾气缭绕的清晨，你漫步林间，美丽的阳光透过树叶缝隙洒落到地面，形成了一幅如梦如幻的画面，你会不由得感叹晨曦之美。
素材2　绚丽的激光秀扮美城市的夜空。激光束经过高速机械扫描器发射，以空气、烟雾等为介质，形成花样繁多的输出方式，实现多光束的翻滚、变幻。
[问题设计]
(1)太阳光透过树叶缝隙、激光束穿透夜空时，为什么能产生丁达尔效应？
提示：空气中悬浮着灰尘颗粒、小液滴等粒子，形成胶体，当光束通过时，这些粒子对光线产生散射，从而产生丁达尔效应。
(2)溶液、胶体和浊液的本质区别是能否产生丁达尔效应吗？为什么？
提示：不是；三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。
1．多角度认识三种分散系
2．三种分散系的易错警示
(1)三种分散系都是混合物，分散质和分散剂不能是同种物质。
(2)同种分散质分散到不同的分散剂中可能形成不同类型的分散系。例如，NaCl固体溶于足量水中形成溶液，NaCl固体纳米颗粒分散到汽油中则形成胶体。
(3)直径介于1～100 nm之间的纳米颗粒(如石墨烯纳米颗粒)并不是胶体，只有分散到合适的分散剂中才能形成胶体。
(4)胶体具有较强的吸附性，如Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体等可用于净水。
[例3] 有两种分散系：①将FeCl3固体溶于浓盐酸中，得到棕黄色液体；②将FeCl3饱和溶液加入沸水中，得到红褐色液体。下列说法正确的是(　　)
A．分散质粒子的直径：①＞②
B．当光束照射②时，在与光束垂直的方向进行观察，可以看到一条光亮的“通路”
C．分散系的稳定性：①＜②
D．①属于混合物，②属于纯净物
B　
从分散系角度看，①是溶液，②是胶体。胶体分散质粒子的直径大于溶液分散质粒子的直径，故分散质粒子的直径①<②，A错误；②中红褐色液体是胶体，当光束照射②时，产生丁达尔效应，在与光束垂直的方向进行观察，可以看到一条光亮的“通路”，B正确；溶液的稳定性强于胶体，故稳定性①>②，C错误；溶液和胶体都是混合物，D错误。
解析：
解答本题的思路如下：
结合溶液和胶体两种分散系的性质，进行分析、判断
B　
3．已知NaCl在不同的溶剂中可以形成不同的分散系：NaCl晶体溶解在水中形成无色透明的溶液(分散系①)；NaCl晶体分散在乙醇中形成无色透明的胶体(分散系②)。下列说法正确的是(　　)
A．分散系①中分散质的粒子直径大于1 nm
B．分散系②与云、雾为同一种类型的分散系
C．分散系②中分散质粒子的直径小于分散系①
D．两种分散系都能产生丁达尔效应
解析：
分散系①是溶液，其分散质粒子的直径小于1 nm，A错误；分散系②是胶体，与云、雾所属的分散系类型相同，B正确；胶体分散质粒子的直径大于溶液分散质粒子的直径，C错误；分散系①不能产生丁达尔效应，D错误。
A　
1．下列物质属于单质的是(　　)
A．Br2 B．Na2O C．H2SO4 D．KNO3
单质是指只由一种元素组成的纯净物，Br2是单质；Na2O、H2SO4、KNO3都是化合物。
解析：
2．当光束通过豆浆时，可观察到丁达尔效应，表明豆浆是(　　)
A．胶体 B．溶液 C．悬浊液 D．乳浊液
A
丁达尔效应是胶体所特有的现象，豆浆能产生丁达尔效应，可推测豆浆属于胶体。
解析：
3．下列各组物质，按胶体、纯净物、电解质、氧化物的顺序排列的一组为(　　)
A．氨水、稀盐酸、稀硫酸、干冰
B．淀粉溶液、蒸馏水、硝酸钾、二氧化硫
C．雾、胆矾、铁、漂白粉
D．泥水、生石灰、氯化铜、碳酸钠
B　
解析：
氨水、稀盐酸、稀硫酸、干冰分别是混合物、混合物、混合物、氧化物；淀粉溶液、蒸馏水、硝酸钾、二氧化硫分别是胶体、纯净物、电解质、氧化物，B符合题意；雾、胆矾、铁、漂白粉分别是胶体、纯净物、金属单质、混合物；泥水、生石灰、氯化铜、碳酸钠分别是浊液、氧化物、盐、盐。
4．明胶是水溶性蛋白质混合物，溶于水形成胶体。下列关于明胶在水中形成的分散系和K2SO4溶液的说法错误的是(　　)
A．都是混合物
B．可利用丁达尔效应区分
C．明胶在水中形成的分散系不能透过滤纸
D．分散质粒子的直径大小不同，前者为1～100 nm
C
解析：
明胶的水溶液属于胶体，其与K2SO4溶液均为混合物，A正确；两种物质中，只有明胶的水溶液有丁达尔效应，故可利用丁达尔效应区分，B正确；胶体粒子能透过滤纸，C错误；两种分散质粒子的直径大小不同，前者为1～100 nm，D正确。
5．(原创题)据报道，中国科学院化学研究所郑健研究团队在常压下通过简单反应条件，创制了一种新型碳材料——单层聚合C60。它具有较高的结晶度和良好的热力学稳定性，为碳材料的研究提供了全新的思路。下列叙述正确的是(　　)
A．单层聚合C60是一种新型碳单质，与C60是同一种物质
B．单层聚合C60和金刚石的性质完全相同
C．单层聚合C60在足量氧气中燃烧生成CO2
D．将单层聚合C60粉碎成纳米颗粒，可能产生丁达尔效应
C
解析：
单层聚合C60是由碳元素组成的单质，其结构与金刚石不同，故其性质与金刚石不完全相同，B错误；将单层聚合C60粉碎成纳米颗粒，仍属于纯净物，不能形成胶体，故不可能产生丁达尔效应，D错误。

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