2023届新高考化学一轮复习物质和变化的分类学案

物质和变化的分类【学科素养】1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次、不同角度认识物质的多样性，能够对物质进行分类；能够运用物质分类的方法理解物质的性质。2．变化观念与平衡思想：理解物理变化和化学变化的区别，明确化学变化的研究范围和遵循的规律。3．科学态度与社会责任：要注意胶体的有关知识与实际生产、生活相联系，欣赏化学对社会发展的重大贡献，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。考点考题考点一：物质的组成、种类和性质分类2021浙江6月选考第1、3题2021广东选择考第2题2021天津等级考第1题2021辽宁选择考第3题2020浙江7月选考第6题2019北京高考第6题2019江苏高考第1题考点二：物质的性质、变化及转化关系2021浙江6月选考第3题2021广东选择考第2题2021天津等级考第1题2021辽宁选择考第1题2021全国甲卷第7题2019全国卷Ⅱ第7题2019天津高考第1题考点三：分散系胶体2018全国卷Ⅱ第8题2017天津高考第1题2017全国丙卷第7题(一)从宏微结合的角度理解物质的组成和种类1．物质的组成2．理解几组概念(1)元素：具有相同核电荷数的一类原子的总称。(2)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，如H元素有1H、2H、3H3种原子，即3种核素。(3)同素异形体：同种元素形成的性质不同的单质叫同素异形体。助理解同素异形体的形成方式①原子个数不同，如O2和O3；②原子排列方式不同，如金刚石和石墨。深思考—OH和OH－是同一种微粒吗？提示：—OH是羟基，属于电中性微粒，而OH－是阴离子，属于带电微粒。(二)从方法论层面理解物质的分类简单分类法—交叉分类法和树状分类法1．交叉分类法——从不同角度对物质进行分类2．树状分类法——对同类事物按照某种属性进行分类深思考《礼记·内则》记载：“冠带垢，和灰清漱；衣裳垢，和灰清浣。”古人洗涤衣裳冠带，所用的就是草木灰浸泡的溶液，草木灰中主要含有K2CO3，请利用上述分类方法判断K2CO3所属的物质类别。提示：按照交叉分类法K2CO3属于钾盐、碳酸盐、正盐、含氧酸盐。按照树状分类法，K2CO3属于纯净物中的化合物，进一步分类属于正盐、离子化合物、强电解质等。能力点：判断物质的组成和类别熟悉常见的混合物(1)气体混合物：空气、水煤气(CO和H2)、爆鸣气(H2和O2)、天然气(主要成分是CH4)、焦炉气(主要成分是H2和CH4)、高炉煤气、石油气、裂解气。(2)液体混合物：氨水、氯水、王水、天然水、水玻璃、福尔马林、浓硫酸、盐酸、汽油、植物油、部分胶体。(3)固体混合物：大理石、碱石灰、漂白粉、固体高分子、玻璃、水泥、固体合金、铝热剂。·命题角度一：中华传统文化中对“物质”的认识1．(2022·广州模拟)《神农本草经》记载：“水银……熔化(加热)还复为丹。”《黄帝九鼎神丹经》中的“柔丹”“伏丹”都是在土釡中加热Hg制得的。这里的“丹”指的是()A．合金B．氧化物C．氯化物D．硫化物【解析】选B。汞和空气中的氧气在加热条件下发生反应生成氧化汞，故为氧化物。【加固训练】(2022·抚顺模拟)中国丝绸有五千年的历史和文化。古代染坊常用某种“碱剂”来精炼丝绸，该“碱剂”的主要成分是一种盐，能促进蚕丝表层的丝胶蛋白杂质水解而除去，使丝绸颜色洁白、质感柔软、色泽光亮。这种“碱剂”可能是()A．食盐B．火碱C．草木灰D．胆矾【解析】选C。由题中信息可知，该“碱剂”的主要成分是一种盐，应首先排除B项；该“碱剂”的水溶液应呈碱性，为强碱弱酸盐，草木灰的主要成分是K2CO3，K2CO3水解使溶液呈碱性；胆矾为硫酸铜晶体，强酸弱碱盐，水解显酸性；食盐溶液显中性。2．(2022·深圳模拟)我国古代四大发明是古代劳动人民智慧的结晶。下列说法错误的是()A．黑火药爆炸反应为2KNO3＋3C＋S=K2S＋N2↑＋3CO2↑，其中氧化剂是KNO3和SB．活字印刷使用的胶泥由Al2O3、SiO2、CaO等组成，它们都属于氧化物C．宣纸的主要成分是纤维素，纤维素属于天然高分子化合物D．指南针由天然磁石制成，磁石的主要成分是Fe2O3【解析】选D。反应方程式中N和S的化合价降低，故KNO3和S为氧化剂，故A正确；Al2O3、SiO2、CaO都只有两种元素组成，其中一种是氧元素，所以都是氧化物，故B正确；宣纸的主要成分是纤维素，化学式为(C6H10O5)n，属于天然有机高分子化合物，故C正确；指南针由天然磁石制成，磁石的主要成分是Fe3O4，又称磁性氧化铁，故D错误。·命题角度二：物质组成与分类的判断3．(2022·青岛模拟)2021年9月，中国科学家在实验室实现了用二氧化碳合成淀粉。有关说法错误的是()A．淀粉可以用于制乙醇B．二氧化碳为直线形分子C．淀粉为高分子化合物D．二氧化碳是电解质【解析】选D。A.淀粉水解后生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇，故A正确；B.CO2的结构式为O＝C＝O，中心原子C为sp杂化，为直线形结构，故B正确；C.淀粉在自然界中存在，相对分子质量大于10000，属于天然高分子化合物，故C正确；D.二氧化碳本身不能电离，属于非电解质，故D错误。4．(2022·广州模拟)辛勤劳动才能创造美好生活。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是()选项劳动项目化学知识A社区服务：回收旧衣物并进行分类棉、麻和丝主要成分均为纤维素B家务劳动：用热的纯碱溶液去除餐具的油污碳酸钠溶液显碱性C校内劳动：用稀硝酸处理做过银镜反应的试管硝酸具有强氧化性D学农活动：利用豆科植物作绿肥进行施肥豆科植物可实现自然固氮【解析】选A。A.棉、麻主要成分均为纤维素，丝主要成分为蛋白质，故A错误；B.碳酸钠为强碱弱酸盐，水解显碱性，用热的纯碱溶液去除餐具的油污，故B正确；C.硝酸具有强的氧化性，能够氧化银生成可溶性的硝酸银溶液，所以可用稀硝酸处理做过银镜反应的试管，故C正确；D.豆科植物的根瘤菌可实现自然固氮，所以可利用豆科植物作绿肥进行施肥，故D正确。考点二：物质的性质、变化及转化关系(基础性考点)(一)从宏微结合的角度理解物质的性质和变化1．物质的性质与变化微点拨化学变化的实质旧化学键断裂，同时有新化学键形成的才是化学变化；只有化学键断裂的不一定是化学变化，如NaCl晶体的熔化。2．化学反应的类别eq\a\vs4\al(化,学,反,应)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(按反应物、生成物种类,及数目的多少分为)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(化合反应,分解反应,置换反应,复分解反应)),按化学反应中有无离子参与分为\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(离子反应,非离子反应)),按化学反应中有无电子转移分为\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氧化还原反应,非氧化还原反应)),按化学反应进行的程度和方向分为\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(可逆反应,不可逆反应)),按化学反应中的能量变化分为\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(吸热反应,放热反应))))深思考从原料石油到口罩的生产中涉及如下过程：(1)石油催化裂解得到丙烯(2)丙烯催化聚合生成聚丙烯(3)聚丙烯熔融后喷丝压成熔喷布(4)利用环氧乙烷与微生物蛋白质发生烷基化反应消毒请你判断上述变化过程属于物理变化还是化学变化。(1)____________，(2)____________，(3)____________，(4)____________。提示：(1)化学变化(2)化学变化(3)物理变化(4)化学变化(二)从变化层面理解物质的转化及其规律1．单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化深思考盐酸是一种重要的化学试剂，某同学设计了如下转化关系，写出反应①、②、③、④的离子方程式。提示：①：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑②：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O③：H＋＋OH－=H2O④：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O2．常见物质的转化规律(1)“强制弱”规律分类实例离子方程式酸CH3COONa＋HClCH3COO－＋H＋=CH3COOH碱FeCl3＋NaOHFe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓氧化剂Cl2＋KICl2＋2I－=2Cl－＋I2还原剂Fe＋CuSO4Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu(2)“易溶制难溶”规律如Na2SO4溶液与Ba(NO3)2溶液反应，其离子方程式为＋Ba2＋=BaSO4↓。能力点一：物质性质和变化类型的判断1．常见的物理变化和化学变化项目物理变化化学变化三馏分馏、蒸馏干馏四色焰色试验显色反应、颜色反应、指示剂变色反应五解潮解分解、电解、水解、裂解十八化(华)熔化、汽化、液化、升华氢化、氧化、水化、风化、炭化、钝化、煤的气化、煤的液化、皂化、歧化、卤化、硝化、酯化、裂化2.常见的易混淆物质变化(1)化学变化：结晶水合物的脱水、同素异形体间的转化、蛋白质的变性、电解、水解、煤的干馏、气化和液化，石油的裂化与裂解等。(2)物理变化：焰色试验、活性炭的吸附、盐析、蒸馏、升华、潮解等。【典例】2021年12月31日，国家主席习近平发表2022年新年贺词，贺词中提到“黄河安澜是中华儿女的千年期盼”。近年来我国黄河流域林地保护与修复建设成果显著，正按照保护与修复计划稳扎稳打地推进。下列有关黄河流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是()A．将含沙量大的黄河水引入处于黄河堤坝后的低洼地区进行沉淀B．将长期引黄灌溉和施肥导致的eq\a\vs4\al(以硝酸盐为主要)eq\a\vs4\al(污染物)①的污水，处理达标后排放C．通过微生物的代谢作用，将废水中有毒有害的eq\a\vs4\al(有机污染物降解)②为简单的、无害的物质D．将河道中的垃圾回收分类，利用现代eq\a\vs4\al(焚化炉进行燃烧)③，消灭各种病原体[解题思维]解答本题的思维流程如下：信息提取①以硝酸盐为主要污染物②有机污染物降解③焚化炉进行燃烧信息转化①硝酸盐为可溶性物质，必须转化为无毒无害的物质才行；②有机污染物降解即发生了有机物的分解反应；③燃烧是一种剧烈的化学变化联想质疑A选项中的黄河水经沉淀后需要加入明矾进一步处理，此过程发生的是物理变化还是化学变化？提示：既有化学变化也有物理变化。加入明矾后电离出的Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，这属于化学变化；然后Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物发生聚沉，这属于物理变化。【解析】选A。将含沙量大的黄河水引入处于黄河堤坝后的低洼地区进行沉淀，利用沙子密度大于水、不溶于水、不与水反应的性质，是物理变化，A符合；将污水中的硝酸盐处理转变为氮气后排放，有新物质生成，是化学变化，B不符合；废水中有毒有害的有机污染物转变为简单的、无害的物质，有新物质生成，是化学变化，C不符合；垃圾燃烧，有新物质生成，是化学变化，D不符合。请以思维导图的形式画出判断物质变化的基本思路。提示：判断物质变化的基本思路为1.北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。火箭升空时将会发生下列变化，其中属于化学变化的是()A．火箭点火B．导流槽内的水受热汽化C．隔热材料脱落D．整流罩脱落【解析】选A。A.火箭点火燃烧有新物质生成，属于化学变化，故A正确；B.导流槽内的水受热汽化，没有新物质生成，属于物理变化，故B错误；C.隔热材料脱落，没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；D.整流罩脱落，没有新物质生成，属于物理变化，故D错误。2．(2022·福州模拟)《本草经集注》中有如下描述：“其黄黑者名鸡屎矾，不入药，惟堪镀作以合熟铜。投苦酒中，涂铁皆作铜色。外虽铜色，内质不变。”其中“鸡屎矾”指的是碱式碳酸铜或碱式硫酸铜，“苦酒”指的是CH3COOH溶液。文中没有涉及的化学反应类型是()A．置换反应 B．离子反应C．复分解反应 D．化合反应【解析】选D。鸡屎矾在CH3COOH溶液中溶解，其中碱式碳酸铜(或碱式硫酸铜)与乙酸的反应是复分解反应，也是离子反应，Fe与Cu2＋的反应是置换反应，也是离子反应，故文中没有涉及化合反应，D项正确。【加固训练】1．(2022·葫芦岛模拟)下列有关物质及其变化的说法中，正确的是()A．化学变化会产生新元素B．向煮沸的1mol·L－1NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体C．有沉淀析出的变化不一定是化学变化D．液氯、乙醇、NH3均属于非电解质【解析】选C。化学变化产生新物质，不产生新元素，A项错误；制备Fe(OH)3胶体是向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液并继续煮沸至液体呈红褐色，B项错误；有沉淀析出的变化不一定是化学变化，如饱和溶液在外界条件变化时析出溶质，属于物理变化，C项正确；液氯属于单质，既不是电解质也不是非电解质，D项错误。2．(2022·苏州模拟)如图所示的家庭小实验中，主要发生物理变化的是()【解析】选B。A项，生成炭黑的实验中蜡烛的燃烧是化学变化；B项，净水过程中无新物质生成，主要发生物理变化；C项，小苏打为NaHCO3，柠檬酸为酸性物质，两者发生化学反应生成CO2；D项，醋与鸡蛋壳的主要成分CaCO3发生化学反应生成CO2。能力点二：物质之间的转化分析与判断1．盐的生成反应2．物质间转化的5个常见易错点(1)S燃烧不能直接生成SO3，而是生成SO2。(2)Al2O3、SiO2、Fe2O3与H2O不反应，不能直接转化为Al(OH)3、H2SiO3、Fe(OH)3。(3)NH3催化氧化不能直接生成NO2。(4)Fe与Cl2反应不能直接生成FeCl2。(5)Fe与H＋(非氧化性酸)、Cu2＋、S、I2反应不能直接生成Fe3＋。【典例】(2020·江苏高考)下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)B.NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)C.NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)D.Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)【解析】选C。A项，Cl2与石灰乳反应生成漂白粉，错误；B项，NaCl与CO2不反应，错误；C项，氧化性Cl2>Br2>I2，则Cl2可以与NaBr反应生成Br2，Br2可以与NaI反应生成I2，正确；D项，电解MgCl2溶液得Mg(OH)2，电解熔融MgCl2得Mg，错误。原因分析·理论解释(1)制备漂白粉时不能用石灰水的原因是__________________________，应该用______________________________。提示：因为Ca(OH)2的溶解度较小，澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小，不能用于制备漂白粉，应用石灰乳。(2)有同学认为对于B选项中的NaCl(aq)改为饱和氨盐水，就是我国著名的侯氏制碱法的原理。请简述反应的原理。提示：在饱和氨盐水中通入二氧化碳，使溶液中存在大量的Na＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Cl－和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，由于NaHCO3的溶解度最小，从而析出NaHCO3晶体，灼烧NaHCO3得纯碱。反应原理为NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。1．(2022·衡水模拟)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是()A.FeFe2O3Fe2(SO4)3B.SSO3H2SO4C.NH3NO2HNO3D.NaNa2O2Na2CO3【解析】选D。Fe在O2中点燃生成Fe3O4，A不符合题意；S在O2中点燃生成SO2，S不能直接生成SO3，B不符合题意；NH3催化氧化生成NO，不能产生NO2，C不符合题意；Na与O2在点燃时反应产生Na2O2，Na2O2与CO2反应产生Na2CO3、O2，D符合题意。2．(2022·广东实验中学模拟)制备某无机化合物的转化流程如图，下列说法错误的是()A.CaCl2未参与该循环B．循环过程中四种基本反应类型均涉及C．存在反应2NH4Cl＋CaO=CaCl2＋2NH3↑＋H2OD．该工艺是利用食盐和石灰石制取纯碱【解析】选B。由图可知，制备碳酸钠涉及的反应为碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液反应生成氯化铵和碳酸氢钠，碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与氯化铵溶液反应生成氨气、氯化钙和水，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应生成的二氧化碳与氨气和水反应生成碳酸氢铵，总反应为在氨气作用下，食盐和石灰石反应生成碳酸钠和氯化钙。A.由分析可知，氯化钙为反应的生成物，未参与该循环，故A正确；B.由分析可知，循环过程中涉及了分解反应、化合反应、复分解反应，但没有涉及置换反应，故B错误；C.由分析可知，循环过程中存在氧化钙与氯化铵溶液反应生成氨气、氯化钙和水的反应，故C正确；D.由分析可知，循环过程的总反应为在氨气作用下，食盐和石灰石反应生成碳酸钠和氯化钙，故D正确。3．(2022·唐山模拟)如图是物质间发生化学反应的颜色变化，选项中的物质对应正确的是()选项MNPQANaOHBa(OH)2Na2SO4紫色石蕊溶液BNa2OBaCl2Na2SO4KSCNC氨水Ba(NO3)2Na2SO3KSCNDKOHAlCl3Na2SO3酚酞溶液【解析】选C。Fe2(SO4)3与Ba(OH)2反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀和白色BaSO4沉淀；Na2SO4和Fe2(SO4)3不反应，Na2SO4和Fe2(SO4)3混合，溶液不能变为浅绿色，故不选A、B；氨水与Fe2(SO4)3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀，Fe2(SO4)3与Ba(NO3)2反应生成白色BaSO4沉淀，Fe2(SO4)3被Na2SO3还原为FeSO4，Fe2(SO4)3遇KSCN溶液呈红色，故选C；AlCl3与Fe2(SO4)3不反应，Fe2(SO4)3溶液呈酸性，酚酞溶液遇Fe2(SO4)3溶液不变色，故不选D。【加固训练】(2022·嘉峪关模拟)在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.Cl2Br2HBrB.Fe3O4FeFeCl3C.NaClNa2CO3NaOHD.Cu2(OH)2CO3CuCl2Cu(NO3)2【解析】选A。Cl2氧化NaBr生成Br2，Br2被SO2还原生成HBr，故A正确；Fe和HCl只能生成FeCl2，故B错误；NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，故第一步不能转化，故C错误；CuCl2不能和NaNO3反应，不符合复分解的条件，故D错误。考点三：分散系胶体(基础性考点)(一)运用比较法理解三种分散系的不同1．分散系(1)概念：把一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的混合体系。(2)分类按照分散质粒子直径的大小深思考将含1molFeCl3的饱和溶液滴入沸水中，使其完全水解，所得胶体粒子的物质的量是1mol吗？提示：不是，小于1mol。2．三种分散系比较分散系溶液胶体浊液分散质微粒直径大小<1__nm1～100__nm>100__nm分散质微粒成分离子或小分子大分子或许多分子集合体巨大数目分子集合体外观特征均匀、透明均匀、透明或半透明不均匀、不透明稳定性稳定，静置无变化较稳定不稳定，静置时分层分散质能否透过滤纸能能不能分散质能否透过半透膜能不能不能分类饱和溶液、不饱和溶液固溶胶、液溶胶、气溶胶悬浊液、乳浊液实例食盐水、蔗糖溶液等Fe(OH)3胶体等泥水等深思考“纳米材料”是粒子直径为1～100nm的材料，纳米碳就是其中的一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中，能否用过滤的方法将纳米碳分离出来？提示：不能，因为将纳米碳分散到蒸馏水中得到的分散系是胶体，能透过滤纸，分离只能采用渗析的方法。(二)从应用的层面理解胶体1．胶体的性质(1)丁达尔效应：当光束通过胶体时，可以看到一条光亮的通路，这是胶体粒子对光线散射而形成的，可用此性质来鉴别溶液和胶体。助理解胶体的丁达尔效应①丁达尔效应是物理现象；②利用丁达尔效应可区别溶液和胶体；但胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径介于1～100nm之间，而不是丁达尔效应。③当光束通过胶体时，看到的光亮的“通路”是胶体粒子对光线散射形成的，并不是胶体粒子本身发光。(2)介稳性：胶体的稳定性介于溶液和浊液之间，属于介稳体系。同种胶体粒子的电性相同，互相排斥，是胶体较稳定的主要原因。【微点拨】胶粒的带电规律①原因：胶体粒子表面积大，具有很强的吸附作用，可吸附分散系中的带电离子而带电。②规律：一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子，胶粒带正电荷；非金属氧化物、金属硫化物的胶粒吸附阴离子，胶粒带负电荷，固体胶粒、高分子有机胶粒等不带电荷，如淀粉胶体。③注意：胶体不带电荷，胶体粒子(分散质)带电荷，但整个分散系仍呈电中性。2．胶体的应用(1)工业除杂、除尘；(2)土壤的保肥作用；(3)豆腐的制作原理；(4)江河入海口处形成三角洲；(5)明矾的净水作用。3．Fe(OH)3胶体的制备(1)制备原理：FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(2)具体操作：用烧杯取少量蒸馏水，加热至沸腾；向沸水中逐滴加入适量的饱和FeCl3溶液；继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，即得Fe(OH)3胶体。深思考某同学在制备Fe(OH)3胶体时用自来水代替了蒸馏水进行实验。结果没有得到红褐色胶体，原因是________________________________________。提示：因为自来水中含有离子(如Cl－)，会使Fe(OH)3胶体发生聚沉。能力点：胶体的性质和应用【典例】(2022·长沙模拟)向含有eq\a\vs4\al(c（FeCl3）＝0.2mol·)eq\a\vs4\al(L－1、c（FeCl2）＝0.1mol·L－1的混合溶液)①中滴加稀NaOH溶液，可得到一种黑色分散系，其中eq\a\vs4\al(分散质粒子是直径约为9.3nm)②的eq\a\vs4\al(金属氧化物)③。下列有关说法中正确的是()A．该黑色分散系为胶体，分散系的分散质为Fe2O3B．可用过滤的方法分离出黑色分散系中的金属氧化物C．向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液也可得到该黑色分散系D．形成该黑色分散系时发生的反应为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－=Fe3O4(胶体)＋4H2O[解题思维]解答本题的思维流程如下：提取信息①c(FeCl3)＝0.2mol·L－1、c(FeCl2)＝0.1mol·L－1的混合溶液；②分散质粒子直径约为9.3nm；③金属氧化物信息转化①体系中n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)＝2∶1；②分散质粒子直径约为9.3nm，介于1～100nm之间，可判断分散系的种类；③分散质为金属氧化物，可以判断氧化物为Fe3O4联想质疑怎样证明此分散系属于浊液还是胶体？提示：利用丁达尔效应，用一束可见光照射时产生一条光亮的通路，说明属于胶体。【解析】选D。三氧化二铁为红棕色，而本题中得到的是一种黑色分散系，A错误；胶体、溶液都可以透过滤纸，不能用过滤的方法分离，B错误；向沸水中滴加饱和FeCl3溶液可得到氢氧化铁胶体，C错误；氯化亚铁、氯化铁与氢氧化钠反应生成四氧化三铁、水和氯化钠，反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3＋＋8OH－=Fe3O4(胶体)＋4H2O，D正确。思维拓展·延伸设问(1)有同学认为：为了使生成的黑色金属氧化物的量多一些，应该用浓的NaOH溶液且要多加入一些。此同学的观点是否正确？不正确，原因是加入NaOH的量过多会发生胶体的聚沉，甚至可以直接生成沉淀。(2)向此分散系中滴加稀硫酸直至过量，会观察到什么现象？为什么？______________________________________________。提示：先生成黑色沉淀然后沉淀会溶解。因为硫酸为电解质，此分散系为Fe3O4胶体，因此会发生胶体的聚沉，从而使Fe3O4以沉淀的形式析出，继续滴加稀硫酸，Fe3O4会与硫酸反应而溶解。1．(2022·茂名模拟)Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液共同具备的性质是()A．加热时二者均能稳定存在B．两者均有丁达尔效应C．加入盐酸先产生沉淀，后溶解D．分散质微粒可通过滤纸【解析】选D。溶液是均一稳定的，胶体是介稳体系，胶体遇热发生聚沉，故A错误；只有胶体具有丁达尔效应，溶液不具备，故B错误；胶体遇电解质溶液发生聚沉，盐酸能使Fe(OH)3沉淀后溶解，溶液无此性质，故C错误；胶体的分散质微粒直径在1～100nm之间，溶液的分散质微粒直径小于1nm，溶液和胶体都能透过滤纸，故D正确。2．下列关于胶体的叙述不正确的是()A．Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的本质区别是Fe(OH)3胶体有丁达尔效应，而FeCl3溶液无丁达尔效应B．胶体在自然界是普遍存在的，如云彩就是天然存在的一种胶体C．胶体分散质粒子直径是1～100nmD．Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降，可达到净水目的【解析】选A。根据分散质粒子直径大小把分散系划分为溶液(小于1nm)、胶体(1～100nm)、乳浊液或悬浊液(大于100nm)，所以溶液、胶体和乳浊液或悬浊液这三种分散系的本质区别在于分散质粒子直径大小不同，故A错误；云彩是天然存在的胶体，故B正确；根据胶体的定义可知，胶体分散质粒子直径是1～100nm，故C正确；Fe(OH)3胶体具有较大的表面积，具有吸附悬浮杂质的作用，Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降，达到净水目的，故D正确。3．(2022·深圳模拟)丁达尔效应在日常生活中随处可见，下列情况下不能观察到丁达尔效应的是()A．光线透过树叶间的缝隙射入密林中B．雾天时，打开汽车雾灯C．日光从窗隙射入暗室D．用激光笔照射玻璃杯中的蔗糖水【解析】选D。潮湿的空气属于胶体，光线透过树叶间的缝隙射入密林中，能观察到丁达尔效应，A正确；雾属于胶体，雾天时，打开汽车雾灯，能观察到丁达尔效应，B正确；室内空气中存在着一些粒子构成了胶体，日光从窗隙射入暗室，能观察到丁达尔效应，C正确；蔗糖水属于溶液，用激光笔照射玻璃杯中的蔗糖水，不能观察到丁达尔效应，D错误。书写Fe(OH)3胶体制备方程式的易错点(1)用“=”而不用“”；(2)Fe(OH)3分子式后注明“胶体”而不使用“↓”符号；(3)反应条件是“△”。【加固训练】1．(2022·威海模拟)下列事实与胶体性质无关的是()A．土壤中离子的吸附和交换过程，有保肥作用B．将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物C．一束平行光线射入蛋白质溶液里，从侧面可以看到一条光亮的通路D．向氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸，先看到红褐色沉淀生成而后沉淀溶解【解析】选B。A项利用土壤胶粒的吸附作用；B项形成乳浊液，与胶体无关；C项为丁达尔效应；D项先是Fe(OH)3胶体聚沉，而后Fe(OH)3又溶于稀硫酸。2．(2022·成都模拟)下列关于胶体的说法不正确的是()A．可用渗析法提纯胶体B．胶体、溶液和浊液这三种分散系的根本区别是分散质粒子直径的大小C．胶体微粒不能透过滤纸D．往25mL沸水中逐滴加入2mLFeCl3饱和溶液，可以制得Fe(OH)3胶体【解析】选C。胶体不能透过半透膜，可用渗析法提纯胶体，故A正确；胶体、溶液和浊液这三种分散系的根本区别是分散质粒子直径的大小，故B正确；胶体微粒能透过滤纸，故C错误；往沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液，继续煮沸可制得Fe(OH)3胶体，故D正确。3．(2022·泰安模拟)现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。甲同学：向1mol·L－1的氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液。乙同学：直接加热饱和FeCl3溶液。丙同学：向25mL沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液；继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。试回答下列问题：(1)其中操作正确的同学是________(填“甲”“乙”或“丙”)。(2)涉及的化学方程式是________________________________________。(3)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是_______________________________，此现象利用了胶体的一种性质，称为___________________________。(4)向制得的Fe(OH)3胶体中加入饱和硫酸铵溶液，产生的现象是_____________________________，原因是______________________；若逐滴加入过量稀硫酸，产生的现象_______________________________。【解析】(1)实验室制备氢氧化铁胶体是在沸腾的蒸馏水中加入饱和氯化铁溶液，当溶液变为红褐色时立即停止加热。(2)根据上述分析，涉及的化学方程式是FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。(3)胶体具有丁达尔效应，所以证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是用一束光照射得到的液体，从垂直于光线的方向观察，能看到一条光亮的“通路”，则证明生成了氢氧化铁胶体。(4)向氢氧化铁胶体中加入电解质饱和硫酸铵溶液，电离出的离子使Fe(OH)3胶体发生聚沉，生成红褐色沉淀，所以产生的现象是产生红褐色沉淀，原因是加入电解质后，胶体发生聚沉；因为硫酸能和氢氧化铁反应生成可溶性的硫酸铁，所以若逐滴加入过量稀硫酸，产生的现象是先产生红褐色沉淀，后溶解。答案：(1)丙(2)FeCl3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(3)用一束光照射得到的液体，从垂直于光线的方向观察，能看到一条光亮的“通路”丁达尔效应(4)产生红褐色沉淀加入电解质后，胶体发生聚沉先产生红褐色沉淀，后溶解《自然­通讯》报道华东理工大学“双酶担载的纳米杂化凝胶模拟过氧化物酶体用于肿瘤化学动力/光动力学治疗”最新进展。纳米杂化凝胶实际为一种纳米药物分子运输车，直径只有200纳米，装载的药物在沿途不会泄漏分毫，直到引导到了某一个特定的疾病靶点、在人们需要的时候才释放出来，对疾病产生治疗作用。这种运输药物的方法不仅能充分发挥药物的效力，而且针对患处，不会对其他的组织造成影响。它的外形像一个布满规则小孔的球体，药物装在小孔中，平时穿着一层“有机外衣”，中间含有四氧化三铁颗粒构成的“磁性导航仪”，在体外磁场效应下，运输车会准确地到达患处，遇到酸性或者高离子强度液体时，“外衣”就会被脱去，小车上装载的药物就被释放出来。1克“运输车”材料可以装载约1千毫克的药物分子。每运输1克药物，需要成千上万辆“药物分子运输车”，在完成自己的任务后，这些小车会通过消化系统排出人体。命题视角1：物质的类别阅读上述材料，判断“纳米药物分子车”属于纯净物还是混合物？按照树状分类法分析二氧化硅和四氧化三铁的物质类别。提示：“纳米药物分子车”由多种物质组成，属于混合物。按照树状分类法二氧化硅属于无机化合物中的非金属氧化物，属于酸性氧化物；而四氧化三铁属于无机化合物中的金属氧化物。命题视角2：物质间的转化上述材料中涉及氧化物四氧化三铁，设计由四氧化三铁制取氢氧化铁的反应过程，并写出其中涉及的化学方程式或离子方程式(合理即可)。提示：Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O，2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O，Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。命题视角3：分散系判断将“纳米药物分子车”分散于水中所得的分散系的类型，并用实验验证。提示：“纳米药物分子车”的分散质粒子直径为200nm，大于胶体的分散质粒子直径，因此分散于水中所得的分散系不属于胶体。可以通过丁达尔效应进行验证，不会产生光亮的通路。命题视角4：社会担当纳米药物分子车等纳米药物的开发和利用对社会的发展有什么意义？提示：纳米技术在药物上得到广泛的运用，将会给医学界带来巨大的变化，改变传统药物制剂存在的缺陷，给广大患者提供最大的便利。1．[“源”来如此](2018·北京高考)下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是()【解析】选B。A项，氢气用作新能源汽车的燃料，有新物质生成，属于化学变化；B项，氘、氚用作核聚变燃料，是核反应，不属于化学变化；C项，偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O，属于化学变化；D项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，CH4燃烧生成CO2和H2O，属于化学变化。2．[变换有道](2021·湖南选择考)下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是()A．定期清淤，疏通河道B．化工企业“三废”处理后，达标排放C．利用微生物降解水域中的有毒有害物质D．河道中的垃圾回收分类后，进行无害化处理【解析】选A。定期清淤，疏通河道，保证河流畅通，没有涉及化学变化，A符合题意；工业生产中得到产品的同时常产生废气、废水和废渣(简称“三废”)，常涉及化学方法进行处理，如石膏法脱硫、氧化还原法和沉淀法等处理废水，废渣资源回收利用等过程均有新物质生成，涉及化学变化，B不符合题意；可通过微生物的代谢作用，将废水中有毒有害物质，尤其是复杂的有机污染物降解为简单的无害物质，所以微生物法处理废水有新物质的生成，涉及的是化学变化，C不符合题意；河道中的垃圾回收分类，适合焚化处理的垃圾，利用现代焚化炉进行燃烧，消灭各种病原体，把一些有毒、有害物质转化为无害物质，同时可回收热能，用于供热和发电等，此过程涉及化学变化，D不符合题意。eq\a\vs4\al(点睛：)两道试题均考查的是物质变化的判断，但是两题有明显的不同：第1小题是以我国科技成果为命题背景，借助图像和文字表述判断物质的应用中发生变化的类型；第2小题以湘江水的治理和生态修复为命题背景，考查环境治理过程的具体措施中涉及的变化过程。3．(2021·广东选择考)广东有众多国家级非物质文化遗产，如广东剪纸、粤绣、潮汕工夫茶艺和香云纱染整技艺等。下列说法不正确的是()A．广东剪纸的裁剪过程不涉及化学变化B．冲泡工夫茶时茶香四溢，体现了分子是运动的C．制作粤绣所用的植物纤维布含有天然高分子化合物D．染整技艺中去除丝胶所用的纯碱水溶液属于纯净物【解析】选D。广东剪纸的裁剪过程中没有新物质生成，故不涉及化学变化，A正确；冲泡工夫茶时茶香四溢，是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，B正确；制作粤绣所用的植物纤维布含有纤维素，属于天然高分子化合物，C正确；纯碱水溶液属于混合物，D错误。4．(2019·上海选考)下列变化中，只涉及物理变化的是()A．次氯酸漂白 B．盐酸除锈C．石油分馏 D．煤干馏【解析】选C。A项，次氯酸漂白利用的是其氧化性，涉及化学变化。B项，盐酸除锈：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O。C项，石油分馏是利用各组分的沸点不同，来分离提纯不同馏分。D项，煤干馏是煤隔绝空气加强热使之分解的过程，有新物质生成。eq\a\vs4\al(知识点避坑：)关于物质变化的分析(1)从宏观上判断有新物质生成的是化学变化，反之是物理变化。(2)从微观上判断有旧化学键断裂，同时有新化学键形成的是化学变化；只有化学键断裂的不是化学变化，如NaCl晶体的熔化。(3)二者关系化学变化中一定伴随着物理变化，但物理变化过程中一般没有化学变化。1．(2021·福建选择考)建盏是久负盛名的陶瓷茶器，承载着福建历史悠久的茶文化。关于建盏，下列说法错误的是()A．高温烧结过程包含复杂的化学变化B．具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点C．制作所用的黏土原料是人工合成的D．属硅酸盐产品，含有多种金属元素【解析】选C。高温烧结过程是许多物理化学变化的综合过程，A正确；陶瓷成分是硅酸盐，经高温烧结具有耐酸碱腐蚀、不易变形的优点，B正确；黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成，不是人工合成的，C错误；陶瓷主要原料是黏土，属硅酸盐产品，含有多种金属元素，D正确。2．(2021·浙江6月选考)下列物质属于纯净物的是()A．汽油 B．食醋C.漂白粉 D．小苏打【解析】选D。A.汽油是碳原子个数在5～11的烃的混合物，故A错误；B.食醋是乙酸的水溶液，属于混合物，故B错误；C.漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙的混合物，故C错误；D.小苏打是碳酸氢钠的俗称，属于纯净物，故D正确。3．(2021·浙江6月选考)下列物质的化学成分不正确的是()A．生石灰：Ca(OH)2 B．重晶石：BaSO4C．尿素：CO(NH2)2 D．草酸：HOOC—COOH【解析】选A。A.生石灰的主要成分为氧化钙，故A错误；B.重晶石的主要成分为硫酸钡，故B正确；C.尿