高中化学必修一《1.1 物质的分类及转化》导学案

《第一节物质的分类及转化》导学案【学习目标】课程标准核心素养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.了解分散系的概念及分散系的分类。3.认识胶体是一种常见的分散系。1.微观探析：能利用元素的种类以及存在形态将物质划分为不同的类别。能利用分散质粒子的大小将分散系加以分类。2.宏观辨识：能从微观粒子的角度认识胶体的有关特征和性质，认识胶体的特性与其粒子大小有关。根据物质的组成和性质分类【课前预习】1．同素异形体由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫作这种元素的同素异形体。例如：金刚石、石墨和C60是碳元素的同素异形体；氧气和臭氧(O3)是氧元素的同素异形体。2．物质分类的标准对物质进行分类，首先要确定分类的标准，然后按标准进行分类。如对下列化合物进行分类：①NaCl；②HCl；③CaCl2；④CuO；⑤H2O；⑥Fe2O3。(1)依据通常状况下物质的存在状态为标准，可分为固体：①③④⑥；液体：⑤；气体：②。(2)依据物质的元素组成为标准，可分为氯化物：①②③；氧化物：④⑤⑥。(3)依据物质的组成和性质为标准，可分为酸：②；盐：①③；氧化物：④⑤⑥。3．树状分类法根据物质的组成对物质进行分类的一种方法。4．交叉分类法从不同的角度对物质进行分类。例如：【重难点解决】1．概念辨析(1)单质一定是同一种元素组成的物质，由同一种元素组成的物质不一定是单质。(2)化合物一定是不同种元素组成的纯净物，但纯净物不一定是化合物。(3)纯净物是一种成分(分子)组成的物质，有化学式，有固定的熔、沸点。(4)混合物是多种成分(分子)组成的物质，无化学式，无固定的熔、沸点。2．氧化物的类别辨析(1)氧化物的分类①依据性质，氧化物可分为酸性氧化物和碱性氧化物。②依据组成，氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物。(2)酸性氧化物是与碱反应生成盐和水的氧化物，大多数非金属氧化物属于酸性氧化物。①酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7。②非金属氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO。(3)碱性氧化物是与酸反应生成盐和水的氧化物，大多数金属氧化物属于碱性氧化物。①碱性氧化物一定是金属氧化物。②金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7。【课堂练习】1．物质的分类如下图所示：由图判断下列说法中不正确的是()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解析：选D。非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。2．物质分类是化学研究的重要方法之一。化学工作者经常根据物质的组成对物质进行分类研究。近年来发现，在金星大气层中存在三氧化二碳(C2O3)。下列各组物质最适合与C2O3划分为同一类物质的是()A．Fe(OH)3、Fe(OH)2 B．H2CO3、HClC．SO2、NO D．Na2O2、H2O2解析：选C。C2O3属于非金属氧化物，碳元素为＋3价，属于碳元素的中间价态，C项中两种物质均为非金属氧化物，且S、N的化合价分别为＋4价、＋2价，均为中间价态。3．下列分类或归类正确的是()①液氯、氨水、干冰、碘化银均为纯净物②CaCl2、NaOH、HCl、IBr均为化合物③明矾、水银、烧碱、硫酸均为混合物④C60、C70、金刚石、石墨均为碳元素形成的单质⑤碘酒、淀粉溶液、雾、盐酸均为单质A．①③④ B．②③C．②④ D．②③④⑤解析：选C。①中氨水为混合物；③中各物质均为纯净物；⑤中各物质均为混合物。分散系及其分类一、分散系的概念与组成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作分散质，另一种物质叫作分散剂。3．常见分散系及其组成分散系分散质分散剂烟微小尘埃(固)空气(气)雾微小水滴(液)空气(气)碘酒碘(固)酒精(液)食盐水食盐(固)水(液)有色玻璃金属氧化物(固)玻璃(固)二、分散系的分类及其依据当分散剂是水或者其他液体时，根据分散质粒子的直径大小，分散系可分为三类：(1)分散质粒子的直径小于1nm的分散系是溶液；(2)分散质粒子的直径大于100nm的分散系是乳浊液(或悬浊液)；(3)分散质粒子的直径为1～100nm的分散系是胶体。三、胶体的种类、制备和性质1．胶体的种类胶体按照分散剂的不同，可分为液溶胶[如Fe(OH)3胶体]、气溶胶(如云、雾)和固溶胶(如有色玻璃)。2．氢氧化铁胶体的制备(1)制备实验：在小烧杯中加入40mL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，即可得到Fe(OH)3胶体。(2)反应的化学方程式为FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。3．胶体的性质1．溶液、胶体、浊液三类分散系的比较溶液胶体浊液悬浊液乳浊液分散质微粒的直径<1nm1～100nm>100nm>100nm分散质微粒小分子或离子许多分子集合体或高分子大量分子聚集成的固体小颗粒大量分子聚集成的小液滴实例酒精、氯化钠溶液Fe(OH)3胶体、淀粉溶液泥水、石灰浆油水混合物、油漆外观均一、透明均一、透明不均一、不透明、久置沉淀不均一、不透明、久置分层稳定性稳定较稳定不稳定不稳定能否透过滤纸能能不能不能能否透过半透膜能不能不能不能鉴别无丁达尔效应有丁达尔效应静置沉降静置分层【素养升华】微观探析：丁达尔效应(1)由于溶液粒子大小一般不超过1nm，胶体粒子介于溶液中溶液粒子和浊液粒子之间，当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用，而溶液对光的散射作用很微弱。(2)丁达尔效应是胶体的特有性质，利用丁达尔效应鉴别溶液和胶体是最简单的方法。(3)当有光线通过悬浊液时有时也会出现光路，但是由于悬浊液中的颗粒对光线的阻碍过大，使得产生的光路很短。2．胶体的分离和提纯(1)胶体与悬浊液的分离胶体微粒可以透过滤纸而悬浊液中的分散质粒子不能透过滤纸，因此可用过滤的方法分离。如下图所示。(2)胶体与溶液的分离胶体微粒不能透过半透膜而小分子、离子能够透过半透膜，因此可用渗析的方法分离。如Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液的分离净化：将所得分散系盛于半透膜制作的渗析袋中，置于流动(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可。如下图所示。(3)胶体的提纯用渗析法，利用胶粒不能透过半透膜的性质将胶体进行提纯。1．根据气象台报道，近年来每到春季，沿海一些城市经常出现大雾天气，致使高速公路关闭，航班停飞。雾属于下列分散系中的()A．溶液 B．悬浊液C．乳浊液 D．胶体解析：选D。雾是由悬浮在大气中的小液滴构成的，小液滴的直径为1～100nm，所以雾属于胶体。2．下列关于氢氧化铁胶体制备的说法正确的是()A．将氯化铁稀溶液慢慢滴入沸腾的自来水中，继续加热煮沸B．将氯化铁饱和溶液慢慢滴入沸腾的蒸馏水中，并用玻璃棒搅拌C．将氢氧化钠溶液慢慢滴入饱和的氯化铁溶液中D．在沸腾的蒸馏水中慢慢滴入氯化铁饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色解析：选D。制备氢氧化铁胶体时，若选用自来水、氢氧化钠溶液，或用玻璃棒搅拌、长时间加热等，都会容易产生氢氧化铁沉淀，而不能得到氢氧化铁胶体。eq\a\vs4\al()制备氢氧化铁胶体时的注意事项(1)要选用蒸馏水、饱和氯化铁溶液；(2)不能用玻璃棒搅拌、不能长时间煮沸加热。3.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1.3×10－9m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中正确的是()A．其分子直径比氯离子小B．在水中形成的分散系属于悬浊液C．在水中形成的分散系具有丁达尔效应D．“钴酞菁”分子不能透过滤纸解析：选C。分散质“钴酞菁”分子的直径(1.3×10－9m，大于氯离子的直径)介于1～100nm，为胶体粒子，其分散系为胶体，能透过滤纸，具有丁达尔效应。课堂小结合格考训练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)蔗糖溶液、淀粉溶液属于溶液，云、雾、烟属于胶体。()(2)直径为1～100nm的粒子称为胶体。()(3)氢氧化铁胶体为无色透明的液体，能产生丁达尔效应。()(4)丁达尔效应可用来鉴别溶液与胶体。()(5)可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中的氯化钠。()(6)清晨的阳光穿过茂密的树木枝叶时会观察到丁达尔效应。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√2．国家质检部门检出人们端午节包粽子的“返青粽叶”多以胆矾(化学式为CuSO4·5H2O)为添加剂，长期食用有害健康，请问胆矾是一种()A．氧化物 B．盐C．碱 D．酸解析：选B。胆矾、绿矾等结晶水合物都属于盐、纯净物。3．下列分散系中，分散质微粒的直径为1～100nm的是()A．溶液 B．胶体C．悬浊液 D．乳浊液解析：选B。溶液中分散质微粒的直径小于1nm，胶体分散质微粒的直径为1～100nm，悬浊液、乳浊液分散质微粒的直径大于100nm。4．朱自清在《荷塘月色》中写道：“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔了树照过来的，高处丛生的灌木，落下参差的斑驳的黑影……”月光穿过薄雾形成种种美景的本质原因是()A．空气中的小水滴颗粒直径大小为1～100nmB．光是一种胶体C．雾是一种胶体D．发生丁达尔效应解析：选A。月光穿过薄雾形成种种美景的本质原因是空气中的小水滴颗粒直径大小为1～100nm，形成胶体，故选A。5．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20～40mg·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请根据此表，结合中学学过的化学知识，回答下列问题：(1)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)推测出碘酸钾(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________。解析：(1)题述五种物质均属于化合物。碘酸钾属于盐，其中属于盐的只有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“待食品熟后加入”可知碘酸钾受热易分解。答案：(1)化合物②⑤(2)能易分解等级性测试1．下列物质的分类采用树状分类法的是()A．铁是单质，又是导体B．氧化物可分为金属氧化物和非金属氧化物C．氯化钠是钠的化合物，又是氯化物D．氢氧化钙是纯净物、化合物，又是碱解析：选B。A、C、D涉及的都是交叉分类法。2．某同学要在奥运五连环中填入物质，使相连物质间能发生反应，不相连物质间不能发生反应。你认为“五连环”中有空缺的一环应填入的物质是()A．硫酸 B．氧气C．二氧化碳 D．氧化钙答案：C3．中国科学技术大学的钱逸泰教授等以四氯化碳和金属钠为原料，在700℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此有下列一些理解，其中错误的是()A．金刚石属于金属单质B．制造过程中元素种类没有改变C．四氯化碳是一种化合物D．这个反应是置换反应解析：选A。该反应的化学方程式为4Na＋CCl4eq\o(=,\s\up7(高温))C＋4NaCl，金刚石是由碳元素组成的单质，属于非金属单质，A选项不正确；化学反应的过程中元素种类不发生改变，B选项正确；四氯化碳是不同种元素组成的纯净物，属于化合物，C选项正确；该反应的反应物为单质和化合物，生成物也是单质和化合物，属于置换反应，D选项正确。4．下列对溶液、胶体和浊液的认识不正确的是()A．三种分散系的分散质粒子直径大小顺序：浊液>胶体>溶液B．胶体在一定条件下也能稳定存在C．溶液和胶体都是无色透明的液体，而浊液不透明D．胶体能透过滤纸解析：选C。溶液和胶体并不都是无色的，如硫酸铜溶液为蓝色，氢氧化铁胶体为红褐色。5．将饱和氯化铁溶液滴入沸水并煮沸一段时间，可得到红褐色液体，此液体不具有的性质是()A．光束通过该液体时形成一条光亮的“通路”B．静置后不会出现分层C．向该液体中加入硝酸银溶液，无沉淀产生D．将该溶液加热、蒸干、灼烧后，有氧化物生成解析：选C。该液体中含有氯离子，加入硝酸银溶液，会产生氯化银沉淀。6．磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性。制备时将硫酸亚铁和硫酸铁的溶液混合，再滴入稍过量的氢氧化钠溶液，随后加入油酸钠(C17H33COONa)溶液，即可生成黑色的、分散质粒子的直径在5.5～36nm的磁流体。下列说法中正确的是()A．所得的分散系属于悬浊液B．该分散系能产生丁达尔效应C．所得的分散系中分散质为红棕色的氧化铁D．所得的分散系属于溶液解析：选B。磁流体中分散质粒子的直径为1～100nm，属于胶体，能产生丁达尔效应；磁流体为黑色，不可能为红棕色的氧化铁。7．已知由碳元素组成的单质有金刚石、石墨和足球烯(C60)等，由氧元素组成的单质有氧气、臭氧(O3)等。下列说法不正确的是()A．一种元素可能形成两种或多种不同的单质B．单质的种数一定多于元素的种数C．只含一种元素的物质不一定是纯净物D．只含碳元素的物质在氧气中燃烧只能生成一种物质解析：选D。对D选项来说也可能生成CO或CO2或CO、CO2的混合气体。8．有人设想将碳酸钙通过特殊的加工方法使之变为纳米碳酸钙(碳酸钙粒子直径是几纳米至几十纳米)，这将引起建筑材料的性能发生巨变。下列关于纳米碳酸钙的推测可能发生的是()A．纳米碳酸钙的水溶液会浑浊不清B．纳米碳酸钙分散到水中能产生丁达尔效应C．纳米碳酸钙的化学性质已与原来碳酸钙完全不同D．纳米碳酸钙的粒子不能透过滤纸解析：选B。纳米碳酸钙的水溶液属于胶体，是澄清透明的，故A不符合题意；纳米碳酸钙分散到水中形成胶体，能产生丁达尔效应，故B符合题意；纳米碳酸钙的化学性质与原来碳酸钙相同，故C不符合题意；胶粒能透过滤纸，所以纳米碳酸钙的粒子能透过滤纸，故D不符合题意。9．用白磷还原法可制得一种金的分散系，该分散系在临床诊断及药物检测等方面有着广泛的应用。其操作步骤如下：①取20%白磷的乙醚溶液0.5mL，加蒸馏水60mL。②先滴加1%氯化金水溶液0.75mL，再滴加0.1mol·L－1的碳酸钾溶液0.6mL，振荡变成棕红色。③加热煮沸至溶液变成透明红色。④分离提纯，除去无机溶质。所得分散系中，金颗粒直径