必修一化学211简单分类法及其应用.docx

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必修一化学211简单分类法及其应用

第二章化学物质及其变化

第一节

物质的分类

第一课时　简单分类法及其应用

[学习目标]　1.了解物质的分类方法和依据。

（重点）　2.学会对常见物质进行分类。

（重点）　3.感受分类法在科研和学习中的重要作用。

一、分类及常见的分类方法

1．分类及其意义

2．常见的分类方法

（1）交叉分类法

①含义：

根据不同的分类标准，对同一事物进行多种分类的方法，即对物质以不同的标准进行分类。

②举例

按物质所属类型连线

按阴离子分类　　　　　　　按阳离子分类

（2）树状分类法

①含义：

对同类事物按照某种属性进行再分类的分类方法，即对同类事物进行再分类。

②举例

1．利用交叉分类法，说出Na2CO3的类别。

【提示】　盐，正盐，钠盐，碳酸盐等。

2．树状分类法中所涉及的物质类别之间有几种关系？

用数学集合关系举例说明。

【提示】　有并列和从属关系两种，如物质的分类中：

①并列关系：

金属单质

非金属单质

②从属关系：

3．有①O2　②S　③CO2　④Fe　⑤NaCl　⑥NaOH6种物质

（1）属于单质的有________，化合物的有_______________，

（2）气体的有________，固体的有________。

【提示】　

（1）①②④，③⑤⑥　

（2）①③，②④⑤⑥

二、分类方法的应用

1．分类可以帮助我们更好地认识物质的性质，找出各类物质之间的关系，如：

Ca

CaO

Ca（OH）2

CaCO3

C

CO2

H2CO3

CaCO3

写出化学方程式，注明反应类型

①2Ca＋O2

2CaO，化合反应；

②CaO＋H2O===Ca（OH）2，化合反应；

③Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，复分解反应；

④C＋O2

CO2，化合反应；

⑤CO2＋H2O===H2CO3，化合反应；

⑥H2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋2H2O，复分解反应。

4．3CO＋Fe2O3

3CO2＋2Fe是置换反应吗？

【提示】　不是

5．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3是什么反应类型？

【提示】　复分解反应

1．判断

（1）Na2SO4、KNO3都是含氧酸盐。

（　　）

（2）HNO3既属于一元酸又属于含氧酸，这种分类方法是树状分类法。

（　　）

（3）Na2CO3含有氧元素，属于氧化物。

（　　）

（4）CuSO4·5H2O属于混合物。

（　　）

（5）金属铁和盐酸反应生成FeCl2和H2的反应是置换反应。

（　　）

（6）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑是置换反应（　　）

【答案】　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×

2．下列化合物中依次属于氧化物、碱、盐的一组是

（　　）

A．Na2CO3、KOH、CaO

B．CO、NaOH、KCl

C．H2O、H2SO4、NaCl

D．CuO、Cu2（OH）2CO3、CaCO3

【答案】　B

3．有物质①O2　②Fe　③H2SO4　④NaOH　⑤CuCl2，请回答

（1）写出一个上述物质发生化合反应的化学方程式___________________________________________________________，

（2）写出两个上述物质发生复分解反应的化学方程式___

____________________________________________________，

（3）写出两个上述物质发生置换反应的化学方程式____

____________________________________________________。

【答案】　

（1）2O2＋3Fe

Fe3O4

（2）H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

CuCl2＋2NaOH===Cu（OH）2↓＋2NaCl

（3）Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2

学生分组探究一　根据物质的组成和性质对物质进行分类

第1步探究——问题引入，自主探究

1．从哪些角度认为Na2CO3和Na2SO4是同类物质？

【提示】　纯净物，化合物，盐，正盐，钠盐，含氧酸盐。

2．对酸有哪些分类依据？

具体说明。

【提示】　

（1）是否含氧分为无氧酸和含氧酸。

（2）是否强弱分为强酸和弱酸。

（3）电离出H＋的多少分为一元酸、二元酸、多元酸。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．酸性氧化物是能和碱反应只生成盐和水的氧化物；碱性氧化物是能和酸反应只生成盐和水的氧化物。

2．酸式盐一般指能与碱反应生成正盐的盐，碱式盐一般指能与酸反应生成正盐的盐。

第3步运用——精选习题，落实强化

1．对下列物质分类全部正确的是（　　）

①纯碱　②食盐水　③石灰水　④NaOH　⑤液态氧

⑥KClO3

A．碱——①④　　　　　B．纯净物——③④⑤

C．盐——①⑥D．混合物——②⑤

【解析】　纯碱是Na2CO3，为盐类物质，A项错误、C项正确；石灰水是混合物，B项错误；液态氧是氧气，为纯净物，D项错误。

【答案】　C

2．按照物质的树状分类法和交叉分类法，H2SO4应属于

（　　）

①酸　②氢化物　③氧化物　④含氧酸　⑤难挥发性酸　⑥强酸　⑦二元酸　⑧化合物　⑨混合物

A．①②③④⑤⑥⑦⑧B．①④⑥⑦⑧

C．①⑨D．①④⑤⑥⑦⑧

【解析】　H2SO4为难挥发的二元强酸，属于化合物。

【答案】　D

3．经测定，一瓶气体中只含C和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．两种酸性氧化物

C．两种化合物

D．一种单质和一种化合物的混合物

【解析】　可能为CO或CO2或CO与CO2的混合物或O2与CO的混合物。

【答案】　B

4．如图所示为按树状分类法对一组物质进行的分类。

请填写下列标注。

【解析】　根据物质成分种类，相对于纯净物的只有混合物；纯净物中根据组成元素种数是否只有一种分为单质和化合物，相对于化合物的另一类就是单质。

【答案】　混合物　单质

物质分类的几点注意事项

1．根据不同标准可以对化学物质和化学反应进行不同的分类，因此没有固定的分类标准，就不会有正确的分类。

如：

把物质分为混合物、纯净物、化合物，就是分类标准不统一导致的错误。

混合物和纯净物是并列关系，而纯净物包含化合物。

2．概念间的关系——“并列”与“包含”。

（1）并列关系：

纯净物与混合物，单质与化合物，酸与碱、盐；

（2）包含关系：

纯净物>化合物>氧化物。

3．酸的元数是酸电离出H＋的个数，而不是分子中氢原子的个数，如CH3COOH是一元酸而不是四元酸。

4．非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO，酸性氧化物也不一定是非金属氧化物，如Mn2O7为酸性氧化物。

5．金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7为酸性氧化物。

但碱性氧化物一定是金属氧化物。

学生分组探究二　单质、氧化物、酸、碱和盐的一般通性

第1步探究——问题引入，自主探究

1．金属与酸反应生成H2的条件是什么？

【提示】　金属活动顺序表氢前的活泼金属，氢后的金属不与酸反应生成H2。

2．“盐＋酸→新盐＋新酸”中“酸”与“新酸”的条件是什么？

【提示】　酸性强弱为“酸”比“新酸”强。

3．盐与碱或盐发生复分解反应的一般条件是什么？

【提示】　生成物中有沉淀。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．金属单质（以Fe为例）

2．氧化物（以CO2、CaO为例）

3．酸（以稀盐酸为例）

4．碱[以Ca（OH）2为例]

5．盐（以Na2CO3为例）

第3步例证——典例印证，思维深化

　（2015·成都高一检测）如图五角星上排列的A、B、C、D、E五种物质均为中学化学中常见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。

A、C、E均为氧化物，A是人体呼出的气体之一；在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A；C和E反应能生成D。

（1）写出下列物质的化学式：

A________，D________；

（2）B除了制取A之外的另一种用途是________________；

（3）C和E反应的化学方程式为______________________；

（4）这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是___________________________________________。

【解析】　A是人体呼出的气体之一，可确定A为CO2；D可用于检验A，可确定D为Ca（OH）2；又因B制取A且与D[Ca（OH）2]反应可知B为盐酸，C为H2O，C、E反应生成D，E为CaO。

【答案】　

（1）CO2　Ca（OH）2

（2）用于金属表面除锈（制造药物、可帮助消化等）

（3）CaO＋H2O===Ca（OH）2

（4）分解反应和置换反应

第4步运用——精选习题，落实强化

1．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

【解析】　据题意可知应填入的物质既能与NaOH溶液反应，又能与C反应，但不能与Fe、稀盐酸反应，故应选择二氧化碳。

【答案】　C

2．图中相连的物质间在一定条件下可以反应，“→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。

下面四组选项中，符合图示要求的是（　　）

甲

乙

丙

丁

A

H2SO4

Na2SO4

NaOH

NaCl

B

KCl

K2CO3

KOH

HCl

C

O2

CO

CuO

C

D

Fe

CuCl2

Ag

HCl

【解析】　A中甲和乙、乙和丙、丙和丁、丁和甲均不能反应。

B中甲和己、乙和丙、丁和甲之间也不能反应。

D中乙与丙、丙与丁均不能反应，故A、B、D不符合题意。

C中反应依次为：

甲和乙2CO＋O2

2CO2；乙和丙CO＋CuO

Cu＋CO2；丙和丁2CuO＋C

2Cu＋CO2↑；甲和丁C＋O2

CO2；丁→乙2C＋O2

2CO。

【答案】　C

3．下列反应方程式中有一个与其他三个在分类上不同，这个反应方程式是（　　）

A．3Fe＋2O2

Fe3O4

B．CO2＋C

2CO

C．NH4HCO3

NH3↑＋H2O↑＋CO2↑

D．CaCO3＋CO2＋H2O===Ca（HCO3）2

【解析】　C项中的化学方程式是分解反应，而其他三项中的化学方程式均为化合反应。

【答案】　C

物质转化应注意问题

1．物质间发生转化往往需要一定的条件，一般为光照、加热（或高温）、催化剂、高压、点燃等。

2．学习物质的通性不仅要注意一般情况，也要注意特殊情况。

如金属＋酸―→盐＋氢气，但铜与盐酸就不反应，与其他酸反应也不产生氢气。

3．盐和盐反应、盐和碱反应，反应物都必须是可溶性的。

4．金属单质与盐溶液能够发生置换反应的条件是：

活泼性强的金属置换活泼性弱的金属，前提条件是该活泼金属不与水反应。

5．根据反应物和生成物的类别、种类多少分类。

反应类型分为

（1）化合反应：

A＋B===AB；

（2）分解反应：

AB===A＋B；

（3）置换反应：

AB＋C===A＋CB；

（4）复分解反应：

AB＋CD===AD＋CB。

1．常见的分类方法：

（1）交叉分类法：

根据不同标准对同一物质分类。

（2）树状分类法：

对同类事物按照某一标准再分类。

2．常见的分类法——树状分类法：

3．单质、氧化物、酸、碱、盐间的相互转化及条件。

4．四种基本反应类型：

分解反应、化合反应、置换反应、复分解反应。

单质、氧化物、酸、碱、盐之间转化图解深化

1．转化关系图

2．转化关系图的内涵

（1）表示物质间的纵横衍变关系，如从金属或非金属如何衍变成盐。

（2）表示基本反应规律（图示所示箭头）。

（3）表示物质的性质。

（4）表示物质（特别是盐）的制法。

3．上述转化关系图使用时的注意事项

（1）各类物质的相互转化关系图并非无所不含，有以下一些规律未能体现：

H2、C、CO还原CuO或Fe2O3；CuSO4转化成胆矾晶体。

（2）复分解反应规律的条件：

能生成沉淀、气体和水。

（3）金属间发生置换反应规律的条件：

“金属活动顺序强换弱”。

①判断金属与酸反应时：

金属必须排在H前面；酸不可用硝酸、浓硫酸。

②判断金属与盐反应时：

必须同时满足“排在前面的金属；可溶性盐”。

——[体验训练]—————————————————

给图中①～⑤选择适当的物质，使有连线的两物质能发生反应。

供选择的试剂有稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁片和木炭粉。

（1）请推断它们的化学式分别为：

①________；②_______；

③________；④________；⑤________。

（2）写出下列序号之间的化学方程式：

①和②：

______________________________________。

②和④：

______________________________________。

②和⑤：

______________________________________。

③和④：

______________________________________。

【解析】　据单质①能和酸②发生化学反应，由题意可推知①应为活泼金属单质即为铁，而酸只有稀硫酸，则氧化物④应为金属氧化物CaO，则氧化物③为酸性氧化物，即CO2，⑤属于盐且既能与稀硫酸反应，又能与CaO反应，则⑤应为Na2CO3。

【答案】　

（1）Fe　H2SO4　CO2　CaO　Na2CO3

（2）Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

CaO＋H2SO4===CaSO4＋H2O

H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋H2O＋CO2↑

CO2＋CaO===CaCO3

课时作业（六）

[学业水平层次（A）]

1．下列物质符合如图中阴影部分所表示的分类标准的是（　　）

A．K2CO3

B．Na2CO3

C．NaCl

D．NaHCO3

【解析】　阴影部分代表碳酸的钠盐，且为正盐，即Na2CO3。

【答案】　B

2．下列物质中均为化合物的一组是（　　）

A．金刚石、干冰、SO2

B．KCl、盐酸、NaOH

C．CuSO4·5H2O、冰、乙醇

D．臭氧、CaCO3、铝合金

【解析】　金刚石是单质，A项错误；盐酸是氯化氢的水溶液，为混合物，B项错误；臭氧是单质，铝合金是混合物，D项错误。

【答案】　C

3．实验室里有4个药品橱，已经存放以下物品：

药品橱

甲橱

乙橱

丙橱

丁橱

药品

盐酸，硫酸

氢氧化钠

氢氧化钙，

红磷，硫

铜，锌

实验室新购进一些碘，应该将这些碘放在（　　）

A．甲橱　　　　　　　　B．乙橱

C．丙橱D．丁橱

【解析】　I2为非金属单质，与红磷、硫同类。

【答案】　C

4．化学概念在逻辑上存在如下关系：

　　　包含关系　并列关系交叉关系　重叠关系

对下列概念的说法正确的是（　　）

A．化合物与纯净物属于重叠关系

B．化合物与碱性氧化物属于交叉关系

C．分解反应与复分解反应属于并列关系

D．钠盐与碳酸盐属于并列关系

【解析】　A中，纯净物中包含化合物；B中，碱性氧化物属于化合物，二者属于包含关系；D中，钠盐与碳酸盐属于交叉关系。

【答案】　C

5．（2015·保定高一检测）有CuO、Fe、H2、Ba（OH）2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、稀硫酸七种物质，在常温下两种物质两两间能发生反应最多有

（　　）

A．4个B．5个

C．6个D．7个

【解析】　CuO＋H2SO4，Fe＋H2SO4，Ba（OH）2＋H2SO4，Ba（OH）2＋K2CO3，K2CO3＋H2SO4，NaOH＋H2SO4。

【答案】　C

6．以下表示的是碳及其化合物的相互转化关系：

C

CO2→H2CO3→CaCO3→CO2

其中涉及的基本反应类型依次为（　　）

A．置换、化合、分解、复分解

B．置换、化合、复分解、分解

C．化合、置换、分解、复分解

D．化合、置换、复分解、分解

【解析】　碳在高温下还原CuO：

C＋2CuO

2Cu＋CO2，为置换反应；CO2生成H2CO3：

CO2＋H2O===H2CO3，为化合反应；H2CO3与澄清石灰水或CaO反应，为复分解反应；高温煅烧CaCO3为分解反应。

【答案】　B

7．

（1）某同学将浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质划分为一类。

该同学的分类依据为________。

A．酸类B．碱类

C．氧化物D．干燥剂

（2）生石灰属于________。

A．酸　B．碱　C．盐　D．纯净物　E．化合物　F．金属氧化物　G．非金属氧化物　H．碱性氧化物　I．酸性氧化物

（3）生石灰可做干燥剂的理由是_________________________________（用化学方程式表示）。

（4）生石灰还可以与二氧化碳、盐酸发生化学反应，写出化学方程式：

__________________________________________________________________；

___________________________________________________________________。

【解析】　浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质都是干燥剂；生石灰属于纯净物、化合物、金属氧化物、碱性氧化物；生石灰与水发生反应CaO＋H2O===Ca（OH）2，常做干燥剂；生石灰与二氧化碳及盐酸反应的化学方程式分别是CaO＋CO2===CaCO3，CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O。

【答案】　

（1）D　

（2）D、E、F、H

（3）CaO＋H2O===Ca（OH）2

（4）CaO＋CO2===CaCO3

CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O

[能力提升层次（B）]

8．下列关于氧化物的各项叙述正确的是（　　）

①酸性氧化物肯定是非金属氧化物

②非金属氧化物肯定是酸性氧化物

③碱性氧化物肯定是金属氧化物

④金属氧化物都是碱性氧化物

⑤酸性氧化物均可与水反应生成相应的酸

⑥与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物，与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物

⑦不能跟酸反应的氧化物一定能跟碱反应

A．①②③④B．⑤⑥⑦

C．②③⑥⑦D．③⑥

【解析】　①有的酸性氧化物如Mn2O7属于金属氧化物；②CO、NO等非金属氧化物属于不成盐氧化物；④金属氧化物中有的属于酸性氧化物（如Mn2O7），有的属于两性氧化物（如Al2O3）；⑤有的酸性氧化物不与H2O反应（如SiO2）；⑥NO2与H2O发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，但NO2不是HNO3的酸酐，Na2O2与H2O发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，但Na2O2不属于碱性氧化物；⑦CO、NO既不与酸反应，也不与碱反应。

【答案】　D

9．（2015·郑州高一检测）在Zn、ZnO、ZnCO3、盐酸和CaCl2溶液五种物质中，每两种物质反应能生成ZnCl2的组合有（　　）

A．2种　　B．3种　　

C．4种　　D．5种

【解析】　以上物质之间发生Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑、ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2O、ZnCO3＋2HCl===ZnCl2＋H2O＋CO2↑，故选B。

【答案】　B

10．（2015·佛山高一检测）无机化合物可根据其组成和性质进行分类：

（1）上图所示的物质分类方法名称是________。

（2）以Na、K、H、O、C、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质，分别填在下表②③⑥的后面。

物质类别

酸

碱

盐

氧化物

化学式

①HCl②____

③______④Ba（OH）2

⑤Na2CO3⑥______

⑦CO2

⑧Na2O2

（3）写出⑦转化为⑤的化学方程式：

______________________________。

（4）实验室制备⑦常用________和________反应，检验该气体的方法是_______________________________________________________________。

【解析】　

（1）常见的分类法有两种：

交叉分类法和树状分类法，由图可知为树状分类法。

（2）酸可填写H2S、H2SO4、HNO3、H2CO3中的一种，碱可填写KOH、NaOH中的一种，盐可填写K2SO4、K2CO3、NH4NO3等中的一种。

（3）CO2是酸性氧化物，可与NaOH反应生成Na2CO3。

（4）CaCO3和稀盐酸反应，产生的CO2气体可用澄清石灰水来检验。

【答案】　

（1）树状分类法

（2）②H2SO4　③NaOH　⑥K2CO3（合理即可）

（3）2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O

（4）CaCO3　稀盐酸　通入澄清石灰水，若变浑浊，则生成的气体为CO2

11．下表中有三组物质，每组均有甲、乙、丙三种物质（酸、碱、盐均为溶液）。

第Ⅰ组

第Ⅱ组

第Ⅲ组

甲

BaCl2

HCl

Cu（NO3）2

乙

Fe2O3

K2SO4

H2SO4

丙

Fe

NaOH

MgCl2

根据该表回答问题：

（1）第Ⅲ组中有一种物质能与第________组中的所有物质反应，这种物质是________。

（2）第Ⅱ组物质中，跟第Ⅰ组所有物质都不能发生反应的是________，该物质能与第Ⅲ组中所有物质发生反应，其化学方程式分别为________________，

___________________________________________________________________，

___________________________________________________________________。

【解析】　

（1）第Ⅲ组中的H2SO4可以与第Ⅰ组中的所有物质都发生反应；

（2）第Ⅱ组中的NaOH与第Ⅰ组的所有物质都不能反应，但可以与第Ⅲ组中的所有物质反应。

【答案】　

（1）Ⅰ　H2SO4

（2）NaOH　Cu（NO3）2＋2NaOH===2NaNO3＋Cu（OH）2↓

H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl