2021年高中化学新教材同步必修第一册 第1章 第一节 第1课时　物质的分类

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)的角度分析认识物质，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．物质的元素组成
(1)物质都是由元素组成，单质都是由同一种元素组成，化合物是由不同种元素组成。
(2)金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们的性质不同。
(3)同素异形体是由同一种元素形成的几种性质不同的单质。
(4)CO和CO2是由碳元素和氧元素以不同的方式组成的化合物，它们都属于非金属氧化物。
(1)只由一种元素组成的物质一定是纯净物吗？
提示　只由一种元素组成的物质不一定是纯净物，例如氧元素的同素异形体O2和O3形成的混合气体，只由氧元素组成，不是纯净物。
(2)从宏观上看物质由元素组成，从微观上看构成物质的微粒有哪些？
提示　构成物质的微粒有原子、分子或离子。如金刚石由原子构成，CO、CO2、H2、H2O等均由分子构成，NaCl、CaCO3等均由离子构成。
元素、物质及微粒间的关系图
2．树状分类法
指出上图中序号所示物质的分类依据：
①按是否由同种物质组成；
②按是否由同种元素组成；
③按元素性质；
④按是否含有碳元素；
⑤按化合物性质。
3．交叉分类法
4．氧化物的分类
(1)氧化物的分类方法
(2)各类氧化物之间的关系
(1)①酸、②碱、③盐、④氧化物四类物质的组成一定含有氧元素的是②④(　　)
(2)纯碱是碱(　　)
(3)CuSO4·5H2O属于混合物(　　)
(4)H2SO4既属于含氧酸又属于二元酸，这种分类方法是树状分类法(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×
(1)非金属氧化物一定是酸性氧化物吗？酸性氧化物一定是非金属氧化物吗？
提示　非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO。酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7。
(2)金属氧化物一定是碱性氧化物吗？碱性氧化物一定是金属氧化物吗？
提示　金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7。碱性氧化物一定是金属氧化物。
(3)碳元素的物质家族如下表所示，请指出各物质的常见类别及碳元素的化合价：
碳元素化合价
＋4
—
—
CO2
H2CO3
Na2CO3
NaHCO3
＋2
—
—
CO
—
—
—
0
—
C60
—
—
—
—
－4
CH4
—
—
—
—
—
物质类别
氢化物
单质
氧化物
酸
碳酸盐
碳酸盐
(1)分类是根据研究对象的共同点和差异点，将它们区分为不同种类和层次的科学方法。
(2)物质的分类标准不同，其分类方式不同。对物质及其变化既可以从物质的组成和性质等宏观的角度进行分类，也可从物质的构成和参加化学反应的粒子等微观的角度分类。
相关链接
(1)根据物质的组成和性质对物质进行分类
(2)分类的标准不同，同一物质可以属于不同的类别：如NaHSO4可以属于纯净物、钠盐、硫酸氢盐、酸式盐、含氧酸盐、水溶性盐等。
二、分散系及其分类
1．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做分散质，另一种物质叫做分散剂。
(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)
2.分散系的分类及其依据
(1)按分散质和分散剂的状态不同，共有9种分散系。
(2)当分散剂是水或者其他液体时，根据分散质粒子直径的大小，分散系可分为三类：
①分散质粒子直径小于1
nm的分散系是溶液；
②分散质粒子直径大于100
nm的分散系是浊液；
③分散质粒子直径在1～100
nm之间的分散系是胶体。
3．胶体的制备和性质
(1)氢氧化铁胶体的制备
①制备实验：
在小烧杯中加入40
mL
蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中慢慢滴入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。即可得到氢氧化铁胶体。
②反应的化学方程式为
FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(2)胶体的性质
①丁达尔效应
②聚沉
③电泳
(1)根据丁达尔效应将分散系分为溶液、浊液和胶体(　　)
(2)直径介于1～100
nm之间的粒子称为胶体(　　)
(3)Fe(OH)3胶体聚沉生成沉淀，发生了化学变化(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×
(1)溶液、浊液、胶体三种分散系的本质区别是什么？
提示　溶液、浊液、胶体三种分散系本质的区别是分散质粒子的大小不同。
(2)可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中的泥沙吗？
提示　可以，胶体中的分散质粒子能透过滤纸孔隙，而泥沙不能透过，故可以用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中的泥沙。
(3)下列事实与胶体性质有关的是________(填序号)。
①水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘，减少对空气的污染
②一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
③往Fe(OH)3胶体中滴入稀硫酸，先看到红褐色沉淀生成，而后沉淀溶解
④医院里用血液透析的方法治疗肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒
⑤FeCl3溶液和烧碱溶液混合会产生红褐色沉淀
提示　①②③④
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
较多分子集合体或大分子
大量分子集合体(固体小颗粒或小液滴)
分散质粒子直径
d<1
nm
1
nmnm
d>100
nm
外部特征
均一、透明、稳定
均一、透明、较稳定
不均一、不透明、不稳定
分散质能否透过滤纸
能
能
不能
鉴别方法
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置分层
实例
碘酒、蔗糖溶液、盐酸、酒精溶液
豆浆、云、雾、烟、淀粉溶液、蛋白质溶液
泥浆、油水混合物、氢氧化铁的悬浊液
相关链接
(1)分散系的组合方式及其实例
(2)胶体的分类
胶体
(3)图解胶体的制备与性质
1．(2018·吉林高一检测)某气体经过检验只含有一种元素，则该气体是(　　)
A．一种单质
B．一种化合物
C．单质与化合物的混合物
D．可能是一种单质，也可能是几种单质的混合物
答案　D
解析　只含有一种元素的物质可能是纯净物单质(如O2)，也可能是混合物(如O2和O3的混合气体)。
2．在“加碘食盐”“含氟牙膏”“补钙保健品”“缺铁性贫血”中，“碘、氟、钙、铁”是指(　　)
A．单质
B．元素
C．化合物
D．物质
答案　B
解析　这些元素均以化合态形式存在，化合物不只是由一种元素组成。
3．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
答案　B
解析　胆矾、绿矾(FeSO4·7H2O)等结晶水合物都属于盐、纯净物。
4．根据某种共性，可将CO2、SO2归为一类氧化物，下列物质中与它们属于同一类的是(　　)
A．CaCO3
B．P2O5
C．CuO
D．KMnO4
答案　B
解析　CO2、SO2属于酸性氧化物，CaCO3、KMnO4属于盐，CuO属于碱性氧化物。
5．氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是(　　)
A．分散质粒子直径在1～100
nm之间
B．都是混合物
C．都是无色、透明的溶液
D．都呈红褐色
答案　B
解析　氯化铁溶液与氢氧化铁胶体两种分散系，都属于混合物；氯化铁溶液为棕黄色，其分散质粒子直径小于1
nm；氢氧化铁胶体为红褐色，其分散质粒子直径在1～100
nm之间。
6．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
答案　C
解析　分散质“钴酞菁”分子的直径(1.3×10－9
m)介于1～100
nm之间(大于氯离子的直径)，为胶体粒子，其分散系为胶体，能透过滤纸，具有丁达尔效应。
7．回答下列问题：
(1)“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化剂及军事科学中。所谓“纳米材料”是指研究、开发出的微粒直径从几纳米到几十纳米的材料，如将纳米材料分散到分散剂中，所得混合物可能具有的性质是________(填字母)。
A．能全部透过滤纸
B．具有丁达尔效应
C．所得液体呈胶状
D．所得物质一定是悬浊液
(2)把淀粉溶液溶于沸水中，制成淀粉胶体，鉴别淀粉溶液和淀粉胶体可以利用的方法是________________________________________________________________________。
答案　(1)AB
(2)用一束可见光分别照射两种无色液体，从侧面可以看到有一条光亮通路的为淀粉胶体
8．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)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________。
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“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．(2018·陕西高一检测)下列说法正确的是(　　)
A．含有氧元素的化合物一定是氧化物
B．纯净物一定由同种分子构成
C．只含一种元素的物质一定是单质
D．由同种分子构成的物质一定是纯净物
答案　D
解析　含有氧元素的化合物(如硫酸)不一定是氧化物；纯净物可由原子构成(如金刚石)；只含一种元素的物质(如O2和O3的混合气体)不一定是单质。
2．经测定，一瓶气体中只含有C、O两种元素，通常情况下这瓶气体不可能是(　　)
A．一种化合物
B．一种单质和一种化合物的混合物
C．两种化合物
D．两种单质
答案　D
解析　由题意知，瓶中气体中含C、O两元素，在通常情况下，含C元素的单质为固体，故不能形成两种单质。
题组二　物质的分类
3．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
答案　D
解析　非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。
4．(2019·河南龙泉中学月考)下列物质是生活中经常用到的物质，其中属于纯净物的是(　　)
A．煤
B．生铁
C．蒸馏水
D．矿泉水
答案　C
解析　煤是由含有碳、硫等多种物质构成的混合物；生铁是由铁和碳组成的混合物；矿泉水中除含有水外，还有其他多种矿物质，是混合物。
5．下列物质既属于纯净物又属于化合物的是(　　)
A．石墨
B．干冰
C．盐酸
D．食盐水
答案　B
解析　石墨属于单质；盐酸和食盐水属于混合物；干冰是固体二氧化碳，属于纯净物、化合物。
6．胃药“达喜”中含有碳酸镁(MgCO3)，碳酸镁属于(　　)
A．酸
B．碱
C．盐
D．氧化物
答案　C
解析　碳酸镁是由镁离子和碳酸根离子组成的化合物，属于盐。
7．(2019·晋江市季延中学测试)下列物质的分类正确的是(　　)
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
SO2
B
NaOH
HCl
NaHSO4
Na2O
CO
C
Cu2(OH)2CO3
CH3COOH
CaF2
CO
SO2
D
Na2CO3
H2SO4
NaOH
SO2
CO2
答案　A
解析　一氧化碳不是酸性氧化物，也不是碱性氧化物；二氧化硫是酸性氧化物。
8．将下列各组物质，按单质、氧化物、酸、碱、盐分类顺序排列正确的是(　　)
A．银、二氧化硫、硫酸、烧碱、食盐
B．碘酒、冰、硫酸氢钠、烧碱、碳酸钙
C．氢气、干冰、硝酸、烧碱、硝酸钾
D．铜、氧化铜、醋酸、石灰水、碳酸氢钠
答案　C
解析　选项A中的食盐为混合物；选项B中的碘酒为混合物，硫酸氢钠属于盐而不属于酸；选项D中的石灰水为混合物。
题组三　分散系及胶体
9．“云蒸霞蔚”出自《世说新语·寓言》，表示霞光透过云层的绚丽灿烂。“云”从化学角度分析属于下列分散系中的(　　)
A．溶液
B．悬浊液
C．乳浊液
D．胶体
答案　D
解析　“云”是小液滴分散在空气中形成的气溶胶。
10．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．分散质微粒直径的大小
C．能否透过滤纸或半透膜
D．是否均一、稳定、透明或是否具有丁达尔效应
答案　B
解析　分散系按照分散质微粒直径的大小来分类。
11．(2019·上饶市“山江湖”协作体月考)下列叙述中正确的是(　　)
A．FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体与Fe(OH)3沉淀的本质区别是有没有丁达尔效应
B．根据分散系的稳定性大小将混合物分为胶体、溶液和浊液
C．将几滴汽油加入装有10
mL水的试管中，用力振荡形成胶体
D．胶体、分散系、混合物概念间的从属关系可用下图表示
答案　D
解析　胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径的大小不同，A错误；根据分散质粒子直径大小来分类，B错误；将几滴汽油加入装有10
mL水的试管中，用力振荡形成浊液，C错误。
12．(2019·扬州中学月考)某同学在实验室进行了如图所示的实验，下列说法中错误的是(　　)
A．X、Z烧杯中分散质相同
B．利用过滤的方法，可将Z中固体与液体分离
C．Y中产生的气体为CO2
D．Z中分散系能产生丁达尔效应
答案　A
解析　X是氯化铁溶液，分散质是氯离子和三价铁离子，Z是氢氧化铁胶体，分散质是氢氧化铁胶粒，故A错误。
13．近年来，人类生产、生活所产生的污染，如机动车、燃煤、工业等排放的尾气，使灰霾天气逐渐增多。灰霾粒子比较小，平均直径大约在1
000～2
000
nm左右。下列有关说法正确的是(　　)
A．灰霾是一种分散系
B．灰霾能发生丁达尔效应
C．灰霾形成的是非常稳定的体系
D．戴口罩不能阻止吸入灰霾粒子
答案　A
解析　灰霾粒子分散在空气中形成分散系，其粒子直径远大于胶体粒子的直径，不能发生丁达尔效应；该分散系不稳定，灰霾粒子不能透过纱布。
14．(2018·金华高一检测)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0.5
mL，加蒸馏水60
mL。
②先滴加1%氯化金水溶液0.75
mL，再滴加0.1
mol·L－1的碳酸钾0.6
mL，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，金颗粒直径为5～12
nm。
请回答下列问题：
(1)该分散系属于________，其分散质是________。
(2)用一束强光照射该分散系，从侧面可看到_____________________________________。
(3)所得红色溶液________(填“能”或“不能”)继续加热。
答案　(1)胶体　金颗粒　(2)分散系中形成一条明亮的“通路”　(3)不能
15．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。
(1)将饱和氯化铁溶液分别滴入沸腾的下列物质中，能形成胶体的是________(填字母)。
A．自来水
B．蒸馏水
C．氢氧化钠溶液
D．氯化钠溶液
(2)现有甲、乙、丙三名同学进行氢氧化铁胶体的制备，其中正确的是________(填序号)。
①甲同学的操作：取一小烧杯，加入25
mL蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入1～2
mL
氯化铁饱和溶液，继续煮沸至混合液呈红褐色，停止加热
②乙直接加热饱和氯化铁溶液
③丙向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，为了使反应进行充分，煮沸10分钟
(3)制备氢氧化铁胶体的化学方程式是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
证明有氢氧化铁胶体生成的实验操作是______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)若取少量制得的胶体加入试管中，加入硫酸铵溶液，现象是__________________________，
这种现象称为胶体的_____________________________________________________________。
答案　(1)B　(2)①　(3)FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl　让一束可见光通过制得的分散系，从侧面观察到一条光亮的“通路”，说明制得的是胶体　(4)产生红褐色沉淀　聚沉
16．纯净物根据其组成和性质可进行如下分类。
(1)如图所示的分类方法属于________(填字母)。
A．交叉分类法
B．树状分类法
(2)用H、O、S、N、K、Ca六种元素中任意两种或三种元素组成合适的常见物质，分别将其中一种常见物质的化学式填在下表相应类别中：
物质类别
酸
碱
盐
氧化物
化学式
(3)从上表中选出一种酸和一种氧化物，写出其反应的化学方程式：_______________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)B　(2)H2SO4　KOH　KNO3　K2O(答案合理即可)
(3)K2O＋H2SO4===K2SO4＋H2O(答案合理即可)
解析　(1)题图中是对同类事物按照某种属性进行再分类的分类法，属于树状分类法。
(2)题干中的六种元素可以形成H2SO4、HNO3、H2S等酸；可以形成KOH、Ca(OH)2、NH3·H2O等碱；可以形成Ca(NO3)2、KNO3、K2SO4、CaSO4、NH4NO3等盐；可以形成的氧化物有H2O、SO2、NO、NO2、K2O、CaO等。
(3)能够与酸反应的氧化物一般为金属氧化物，如CaO＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O、K2O＋H2SO4===K2SO4＋H2O。