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第1课时 元素与物质的关系 物质
分类
第2章 第1节
1.知道元素是物质的组成成分,元素以游离态和化合态两种形态存在。
2.能从物质的组成和性质角度对物质进行分类(重点)。
3.了解单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系(难点)。
学习目标
联想·质疑
元素周期表中的110多种元素组成了各种各样的物质。面对丰富多彩的物质世界,你是否想过,这些物质之间有什么内在联系?我们可以采用分类的方法认识和研究物质。那么,怎样分类才能更有效地帮助我们认识和研究物质呢?
一些含碳元素的物质
元素与物质的关系
一
交流·研讨
钠、镁、铁、氧化镁、氯化钠、氢氧化钠、一氧化碳、二氧化碳、氯气、氢气、氧气、氯化亚铁、三氧化二铁、碳酸钠、碳单质、硫酸、氯化铁
请写出以下各物质的化学式,并从元素组成的角度对这些物质进行分类。
1.元素与物质的关系
仅由一种元素组成的纯净物
由两种或两种以上的元素组成的纯净物
物质
元素
组成
物质
混合物
纯净物
单质
化合物
元素组成
每一种元素可以形成一种或几种单质
绝大多数元素都能与其他元素形成化合物
游离态,化合价为0
化合态,正负化合价代数和为0
只由一种元素组成的物质一定是纯净物吗?
思考1
提示 不一定。一种元素可只形成一种单质,也可形成多种单质。如O2和O3的混合气体,只由氧元素组成,但不是纯净物。
思考2
2.物质分类
1.下列每组物质中有一种物质从某种角度分析与其他物质不同,请找出该物质,并说明理由。
(1)Fe、S、C、P:___________________________________。
(2)硫、金刚石、石墨、C60: 。
(3)Fe2O3、Na2CO3、CuO、H2O: 。
(4)HCl、H2SO4、H2CO3、NaOH: 。
Fe;Fe为金属单质,其余为非金属单质
硫;硫不是碳元素的单质,其余都是
Na2CO3;Na2CO3为盐,其余为氧化物
NaOH;NaOH为碱,其余为酸
2.物质常根据物质的组成、结构、性质或用途等进行分类。写出图示中物质分类的标准。
思考2
① ;
② ;
③ ;
④ 。
根据组成物质的种类
根据组成元素的种类
根据组成元素的性质
根据物质的组成和性质
3.元素化合价与物质类别的关系
(1)同一种元素可以存在于不同类别的物质中;
有些元素在不同化合物中可能呈现不同的化合价。
铁
三氧化二铁
氯化亚铁
钠
氯化钠 碳酸钠
氢氧化钠
碳单质
一氧化碳
碳酸钠
……
从上述物质中找出含有相同元素的物质,观察含有同一种元素的不同物质,你有什么发现?
二氧化碳
氯化铁
(2)钠及其化合物常见的有钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠等,将它们的化学式填入下面的“价—类”二维图中。
Na
Na2O
NaOH
Na2CO3、NaHCO3、NaCl
应用体验
1.判断正误
(1)一种元素只可能显示一种化合价
(2)非金属元素只可能显示负化合价
(3)金属元素在化合物中一般只显示正化合价
(4)一种元素在同一种化合物中,只能显示一种化合价
×
×
√
×
应用体验
.
2.如图为碳及其化合物的“价—类”二维图,请用化学式补充完整。
CH4
CO2
CO
H2CO3
应用体验
.
3.(2023·山东菏泽高一期末)下列物质分类的正确组合是
选项 混合物 化合物 单质 盐
A 食醋 KClO3 石墨 纯碱
B 氨水 盐酸 铜 食盐
C NaCl 二氧化硫 钠 碳酸钙
D CuSO4·5H2O CuCl2 水银 NaHSO4
√
混合物
纯净物
纯净物
返回
物质分类与物质性质
二
活动·探究
同一类别的物质具有一定的相似性,分门别类地研究物质的组成、性质、用途,可以找到有关规律,发现同类物质之间的内在联系。
1. 按照物质类别将下列物质分类。
金属铁、碳单质、二氧化碳、碳酸钙、碳酸钠、氧气、氧化钙、氢氧化钙、盐酸、氯化钠、氯化钡、硫酸、硫酸钠、硫酸铜、氢氧化铜、氢氧化钠、硝酸银。
活动·探究
二氧化碳、氧化钙
金属铁
碳单质、氧气
硫酸
氢氧化钙、氢氧化铜、氢氧化钠
碳酸钙、碳酸钠、氯化钠、氯化钡、硫酸钠、硫酸铜、硝酸银
盐酸
物质分类 物质性质
?
1.物质的分类
(1)酸性氧化物、碱性氧化物
酸性氧化物:
与碱反应只生成盐和水的氧化物。
多数酸性氧化物能溶于水,与水化合生成酸。
CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O
碱性氧化物:
与酸反应只生成盐和水的氧化物。
部分碱性氧化物能溶于水,与水化合生成碱。
Na2O+2HCl === 2NaCl+H2O
思考1
(1)物质的性质也是对物质进行分类常用的依据。根据以下反应及物质的性质,对所涉及的氧化物进行分类。
①CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,②CaO+2HCl===CaCl2+H2O,
③Mn2O7+2KOH===2KMnO4+H2O,
④CO、NO既不能与酸反应,也不能与碱反应。
将上述反应中的氧化物填入下列空格:酸性氧化物: ;碱性氧化物: ;金属氧化物: ;非金属氧化物:______
______________。
CO2、Mn2O7
CaO
CaO、Mn2O7
CO2、
CO、NO、H2O
拓展:CO、NO属于不成盐氧化物。
(2)正误判断
①Na2CO3含有氧元素,所以属于氧化物
②Na2O、MgO、CO均属于碱性氧化物
③SO2、CO2、BaO、SO3均属于酸性氧化物
④酸性氧化物都是非金属氧化物,碱性氧化物都是金属氧化物
⑤不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应
×
×
×
×
×
(2)根据物质的组成和性质对物质进行分类
物质
纯净物
单质
化合物
氧化物
混合物
酸
碱
盐
溶液(如NaCl溶液等)
胶体[如Fe(OH)3胶体等](下一课时学习)
浊液
悬浊液(如泥水混合物等)
乳浊液(如油水混合物等)
单质
金属单质(如Fe等)
非金属单质(如C等)
氧化物
非金属氧化物(如CO2等)
金属氧化物(如CaO等)
酸
按是否含氧
含氧酸(如HClO4等)
无氧酸(如HCl、H2S等)
按解离出
的H+数
一元酸(如HCl等)
二元酸(如H2SO4等)
多元酸(如H3PO4等)
按挥发性
难挥发性酸(如H3PO4、H2SO4等)
挥发性酸(如浓盐酸、浓硝酸等)
按溶解性
可溶性酸(如HNO3、H2SO4等)难溶性酸(如H2SiO3等)
碱
按溶解性
可溶性碱(如NaOH、NH3·H2O等)
难溶性碱[如Mg(OH)2、Fe(OH)3等]
按解离出
的OH-数
一元碱(如NaOH等)
二元碱[如Ba(OH)2等]
多元碱[如Fe(OH)3等]
盐
按组成
正盐(如K2SO4、CaCO3等)
酸式盐(如KHSO4、NaHCO3等)
碱式盐[如Cu2(OH)2CO3等]
按酸根
含氧酸盐(如Na2SO4、AgNO3等)
无氧酸盐(NaCl、MgCl2等)
按溶解性
可溶性盐(如KNO3、NH4Cl等)微溶性盐(如CaSO4等)
难溶性盐(如CaCO3、BaSO4等)
(3)其他分类方法
根据在水溶液中或熔融状态下能否导电
化合物
电解质
非电解质
根据在反应中所含元素化合价的改变情况
物质
氧化剂
还原剂
根据被分散物质的颗粒大小
分散系
溶液
浊液
胶体
2.物质的性质
预测同类物质分别具有哪些相似的性质,选择一类物质,选取相应药品,设计实验,证明你的预测。
(1)探究酸的通性(以盐酸为例,写出反应的化学方程式)
性质预测 实验现象 实验结论
紫色石蕊溶液
铁
CuO
(指示剂)
(金属单质)
(氧化物)
溶液变红色
酸能使指示剂变色
固体溶解,
产生无色气泡
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
酸能与活泼金属反应生成盐和氢气
固体溶解,
溶液呈蓝色
CuO+2HCl===CuCl2+H2O
酸能与碱性氧化物反应生成盐和水
性质预测 实验现象 实验结论
NaOH
CaCO3
(碱)
(盐)
无明显现象
NaOH+HCl===NaCl+H2O
酸能与碱反应生成盐和水
固体溶解,
产生无色气泡
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O酸能与某些盐反应生成新盐和新酸
(2)碱的性质(以氢氧化钙为例)
①写出氢氧化钙与下列物质反应的化学方程式,注明部分反应的反应类型。
CO2:
HNO3:
Na2CO3:
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2+2HNO3===Ca(NO3)2+2H2O
复分解反应
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
复分解反应
(酸)
(盐)
(酸性氧化物)
②从物质类别的角度分析上述反应,总结碱的通性。
碱与酸碱指示剂作用:遇紫色石蕊溶液变蓝色,遇无色酚酞变红色;
碱+酸―→盐+水;
碱+酸性氧化物―→盐+水;
碱+盐―→新碱+新盐(原理:强碱制弱碱、生成难溶碱)。
研究一类物质性质的思路方法
明确物质类别
预测类别性质
选择类别代表物
选择可能与该类物质发生反应的物质
预测反应产物及现象
设计实验装置及操作步骤,进行实验
获得证据
方法导引
(3)同类物质性质的应用
①预测陌生物质的性质
判断陌生物质所属物质类别
根据该类别物质的一般性质及反应规律预测该物质的性质
选择可能与该物质发生反应的类别代表物
实验验证
获得结论
思考2
同类物质往往具有相似的性质,SO2和CO2同为酸性氧化物,试根据酸性氧化物具有的通性(或CO2的性质),回答下列问题:
(1)请写出SO2与生石灰反应的化学方程式: 。
(2)SO2的实验室制法与CO2的实验室制法具有许多相似之处,请写出H2SO4和Na2SO3反应制取SO2的化学方程式:________________________
_____________。
SO2+CaO===CaSO3
H2SO4+Na2SO3===Na2SO4
+SO2↑+H2O
写出下列物质之间转化的化学方程式,体会由金属单质到盐、非金属单质到盐的转化关系。
思考3
②实现不同类别物质间的转化
①________________;
②____________________;
③_______________________________。
2Ca+O2===2CaO
CaO+H2O===Ca(OH)2
Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O
思考3
①______________;
②__________________;
③________________________________。
CO2+H2O===H2CO3
Ca(OH)2+H2CO3===CaCO3↓+2H2O
(3)基于上述物质之间的转化,从物质分类的角度,总结从单质到盐的转化关系。
O2
金属单质
_______________________________
碱性氧化物
___________
碱
___________
;
O2
非金属单质
_______________________________
酸性氧化物
___________
酸
___________
盐
。
酸或酸性氧化物
盐
碱或碱性氧化物
H2O
H2O
归纳总结
单质、氧化物、酸、碱、盐的转化关系