第5讲 物质的组成性质和分类.docx

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第5讲物质的组成性质和分类

第二章化学物质及其变化

第5讲物质的组成、性质和分类

[考纲要求]　1.了解分子、原子、离子等概念的含义；了解原子团的定义。

　2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。

　3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。

　4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。

　5.了解胶体是一种常见的分散系。

考点一　物质的组成和分类

1．元素、物质及微粒间的关系

（1）宏观上物质是由元素组成的，微观上物质是由分子、原子或离子构成的。

（2）元素：

具有相同核电荷数的一类原子的总称。

（3）元素与物质的关系

元素

（4）元素在物质中的存在形态

①游离态：

元素以单质形式存在的状态。

②化合态：

元素以化合物形式存在的状态。

特别提醒　元素、微粒及物质间关系图

2．物质的分类

（1）分类的概述

①分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用科学方法。

②分类应依据一定的“标准”进行，“标准”不同，分类方法也不相同。

（2）分类法

最常用的两种分类法是交叉分类法和树状分类法。

由于物质分类可以有不同的标准，那么对某一物质而言就可以按不同的分类标准分属于不同的物质类别。

3．常见无机化合物的分类

无机化合物

1．下列元素①Na　②Mg　③Al　④K　⑤Ca　⑥C　⑦Si

⑧O　⑨S　⑩N　⑪P　⑫Cl　⑬H　⑭He在自然界中，

（1）只以化合态存在的是__________________。

（2）只以游离态存在的是__________________。

（3）既以化合态存在又以游离态存在的是________________________________________________________________________。

答案：

（1）①②③④⑤⑦⑫⑬　

（2）⑭　（3）⑥⑧⑨⑩⑪

2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）酸性氧化物不一定是非金属氧化物。

（　　）

（2）金属氧化物一定是碱性氧化物。

（　　）

（3）Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH，故二者都是碱性氧化物。

（　　）

（4）同一种元素可能有多种不同原子，同一种原子也可能形成不同的离子。

（　　）

（5）由同一种元素组成的物质一定是同一种物质。

（　　）

（6）HCOOH含有两个氢，所以是二元酸。

（　　）

（7）盐一定由金属离子和酸根离子组成。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　（7）×

正确理解“一定”“不一定”，规避概念失分点

（1）碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物（如Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物）。

（2）酸性氧化物不一定是非金属氧化物（如Mn2O7）；非金属氧化物也不一定是酸性氧化物（如CO、NO）。

（3）酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱（如SiO2、Fe2O3）。

（4）酸性氧化物都是对应酸的酸酐，但酸酐不一定都是酸性氧化物，如乙酸酐[（CH3CO）2O]。

（5）酸（或碱）的水溶液一定呈酸（或碱）性，但呈酸（或碱）性的溶液不一定是酸（或碱）的溶液。

（6）一个一元酸分子在水溶液中一定能电离出一个H＋，在水溶液中电离出一个H＋的不一定是一元酸（如NaHSO4）。

考向1　物质的组成和结构

（2016·四川绵阳月考）按要求回答问题：

①冰水混合物　②爆鸣气　③铝热剂　④普通玻璃

⑤水玻璃　⑥有机玻璃　⑦漂白粉　⑧TNT　⑨H2SO4

⑩含氧40%的氧化镁　⑪花生油　⑫福尔马林　⑬密封保存的NO2气体　⑭CaSO4·5H2O　⑮液氯　⑯王水

⑰KAl（SO4）2·12H2O　⑱分子式为C5H10的烃　⑲分子式为C7H8的芳香烃

以上物质中一定为纯净物的是____________，一定为混合物的是____________，可能是纯净物，也可能是混合物的是____________。

[解析]　辨别纯净物还是混合物要从微观分子的角度，只要确定分子式和分子结构相同的即为纯净物，否则为混合物。

[答案]　①⑧⑨⑩⑭⑮⑰⑲　②③④⑤⑥⑦⑪⑫⑬⑯

⑱

「名师点拨」纯净物和混合物的区别

纯净物

混合物

有固定的组成和结构

无固定的组成和结构

有固定的熔、沸点

无固定的熔、沸点

保持一种物质的性质

保持原有物质各自的性质

常见混合物：

①分散系（如溶液、胶体、浊液等）；②高分子（如蛋白质、纤维素、聚合物、淀粉等）；③常见特殊名称的混合物：

石油、石油的各种馏分、煤、漂白粉、碱石灰、福尔马林、油脂、天然气、水煤气、铝热剂、氨水、氯水、王水等。

注意：

分子式为C5H10的物质存在多种同分异构体，可能是纯净物也可能是混合物。

1．下列说法正确的是（　　）

A．纯净物只由一种元素组成，而混合物由两种或两种以上元素组成

B．纯净物只由一种原子组成，而混合物由多种原子组成

C．只由一种分子组成的物质一定为纯净物，组成混合物的物质可能只有一种元素

D．只由一种元素的阳离子与另一种元素的阴离子组成的物质一定为纯净物

答案：

C

2．下列各组物质能真实表示物质分子组成的是（　　）

A．NO、C2H5OH、HNO3、I2

B．CaO、N2、HCl、H2O

C．NH3、H2S、Si、CO

D．CO2、SiO2、CH3COOH、H2SO4

解析：

选A。

B中的CaO是离子晶体，C中的Si是原子晶体，D中的SiO2也是原子晶体，它们的化学式均不能真实表示物质的分子组成。

考向2　物质的分类

（2014·高考四川卷）下列关于物质分类的说法正确的是（　　）

A．金刚石、白磷都属于单质

B．漂白粉、石英都属于纯净物

C．氯化铵、次氯酸都属于强电解质

D．葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物

[解析]　金刚石是碳元素形成的单质，白磷是磷元素形成的单质，A项正确；漂白粉是CaCl2和Ca（ClO）2的混合物，石英的主要成分是二氧化硅，常含有Al2O3、CaO、MgO等杂质，为混合物，B项错误；氯化铵为强电解质，次氯酸为弱酸，是弱电解质，C项错误；葡萄糖是小分子化合物，蛋白质是高分子化合物，D项错误。

[答案]　A

「思维建模」　明晰分类标准是对物质正确分类的关键

3．（2016·江西南昌模拟）下列各项中所列举的物质与所属类别对应不正确的是（　　）

A．化合物：

干冰、冰水混合物、烧碱、小苏打

B．非电解质：

乙醇、四氯化碳、氯气、葡萄糖

C．同素异形体：

活性炭、C60、石墨烯、金刚石

D．混合物：

铝热剂、纯净矿泉水、盐酸、漂白粉

解析：

选B。

B中氯气为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质。

4．（教材改编题）下列关于氧化物分类的说法正确的组合为（　　）

①非金属氧化物一定是酸性氧化物。

②SiO2是两性氧化物。

③碱性氧化物一定是金属氧化物。

④能与酸反应生成盐和水的氧化物一定是碱性氧化物。

⑤能与碱反应生成盐和水的氧化物一定是酸性氧化物。

A．①②③　　　　　　　　B．③

C．②③　D．④⑤

解析：

选B。

①错误，如NO、CO是不成盐氧化物。

②错误，SiO2是酸性氧化物。

③正确。

④、⑤错误，如Al2O3是两性氧化物。

1同一种物质，按不同的角度进行分类，可得到不同的分类结果，如Na2CO3属于钠盐、碳酸盐、含氧酸盐、正盐等。

因此，对物质进行分类时，必须指明分类的依据。

2由同种元素组成的物质可能是纯净物，也可能是混合物。

前者如氧气，后者如O2和O3的混合物。

3电离生成氢离子的化合物不一定是酸，如NaHSO4。

4溶于水生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物，如NO2；溶于水生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物，如Na2O2。

考点二　物质的性质与变化

1．物质的性质与变化

根据是否有新物质生成辨析物理变化和化学变化。

物理变化和化学变化的重点内容如下图所示。

2．化学反应的分类

化学反应

3．单质、氧化物、酸、碱和盐的转化关系

4．常见的物理变化和化学变化归类

物质变化

物理变化

化学变化

三馏

蒸馏、分馏

干馏

四色

焰色反应

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

熔化、汽化、液化、酸化

氢化、氧化、水化、风化、炭化、钝化、催化、皂化、歧化、卤化、硝化、酯化、裂化、油脂的硬化

其他

升华、萃取、分液、吸附、盐析、金属导电、电离

有机物脱水、蛋白质变性、同素异形体互变、熔融盐导电、电解质溶液导电

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）臭氧变成氧气是物理变化。

（　　）

（2）通过化学变化可以直接将水转变为汽油。

（2015·高考江苏卷，3D）（　　）

（3）发光发热的变化都是化学变化。

（　　）

（4）煤的“气化”“液化”“干馏”都是物理变化。

（　　）

（5）分馏、蒸馏、蒸发、萃取、分液、过滤都属于物理变化。

（　　）

（6）加热I2或NH4Cl晶体，固体从试管底部跑到上部均属于物理变化。

（　　）

（7）向蛋白质溶液中滴加CuSO4溶液或Na2SO4溶液产生沉淀均属于化学变化。

（　　）

（8）紫色石蕊溶液中加入活性炭褪色是化学变化。

（　　）

（9）用铂丝蘸取NaCl溶液进行焰色反应是化学变化。

（　　）

（10）打磨磁石制指南针是化学变化。

（2015·高考重庆卷，1D）（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×　（7）×　（8）×　（9）×　（10）×

2．化学变化不能实现的是________。

①一种原子变成另一种原子　②一种离子变成另一种离子

③一种分子变成另一种分子　④一种单质变成另一种单质

⑤一个质子变成一个中子　⑥混合物变成纯净物　⑦有毒有污染的物质变成无毒无污染的物质　⑧金属变成非金属

答案：

①⑤⑧

考向1　化学变化与物理变化的判断

（2014·高考全国卷Ⅱ，7）下列过程没有发生化学反应的是（　　）

A．用活性炭去除冰箱中的异味

B．用热碱水清除炊具上残留的油污

C．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果

D．用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装

[解析]　A项，活性炭吸附冰箱中的异味，属于物理变化，符合题意；B项，热碱水能加快油污中油脂的水解，使油污变为易溶于水的物质，达到除去炊具上油污的目的，油脂水解属于化学反应，不符合题意；C项KMnO4溶液能将水果释放出的催熟剂乙烯氧化，有利于水果的保鲜，属于化学反应，不符合题意；D项，硅胶具有吸水性，可防止食品受潮属于物理变化，铁粉与食品包装袋中的氧气反应，起还原剂作用，避免O2氧化食品，导致食品变质，属于化学变化，不符合题意。

[答案]　A

1．（2015·高考北京卷）下列我国古代的技术应用中，其工作原理不涉及化学反应的是（　　）

A.火药使用

B.粮食酿酒

C.转轮排字

D.铁的冶炼

解析：

选C。

A.火药爆炸时的化学反应为2KNO3＋S＋3C

K2S＋N2↑＋3CO2↑；B.粮食酿酒的过程是淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖经发酵转化为酒精，涉及的化学反应有（C6H10O5）n＋nH2O

nC6H12O6，C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2↑；C.转轮排字不涉及化学反应；D.铁的冶炼是将铁由化合态转化为游离态，高炉炼铁过程中涉及的化学反应为Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2。

2．（2016·北京日坛中学月考）下列物质的使用不涉及化学变化的是（　　）

A．明矾用作净水剂　　　　　B．液氨用作制冷剂

C．氢氟酸刻蚀玻璃　D．生石灰作干燥剂

解析：

选B。

明矾净水的原理是Al3＋发生水解反应生成Al（OH）3胶体而具有吸附性，吸附水中悬浮物作净水剂，涉及化学变化，选项A不符合题意。

液氨作制冷剂的原理是液氨汽化时吸收大量的热而使周围环境温度降低，不涉及化学变化，选项B符合题意。

氢氟酸刻蚀玻璃的反应原理为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，涉及化学变化，选项C不符合题意。

生石灰吸水后与水发生反应：

CaO＋H2O===Ca（OH）2，涉及化学反应，选项D不符合题意。

考向2　物质的性质、转化和应用

（2015·高考全国卷Ⅰ，7）我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：

“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。

”这里的“强水”是指（　　）

A．氨水　B．硝酸

C．醋　　D．卤水

[解析]　A．氨水有一定的腐蚀作用，对铜的腐蚀比较强，对钢铁腐蚀比较差，对水泥腐蚀不大，氨水可以贮存于塑料、陶瓷等容器中，故A不正确。

B.硝酸化学性质活泼，能与多种物质反应，它是一种强氧化剂，它可腐蚀各种金属（铂和金除外）和材料，故B正确。

C.醋具有弱酸性，具有酸的通性，没有强氧化性，不能腐蚀“五金八石”，醋酸也可贮存于塑料瓶，故C不正确。

D.卤水又称作卤碱，其主要成分为氯化镁、氯化钠和一些金属离子，是制作食盐过程中渗滤出来的液体，在日常生活中常用于制作豆腐，没有强氧化性，不能腐蚀“五金八石”，故D不正确。

[答案]　B

3．（2014·高考江苏卷）下列物质性质与应用对应关系正确的是（　　）

A．晶体硅熔点高硬度大，可用于制作半导体材料

B．氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂

C．漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张

D．氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料

解析：

选B。

A项，晶体硅作半导体材料是因为具有特殊的导电性，而与熔点高硬度大无关，错误；B项，Al（OH）3具有弱碱性，可以中和胃酸，正确；C项，漂白粉漂白纸张是因为其具有漂白性，而与稳定性无关，错误；D项，氧化铁用作红色涂料是因为其显红棕色且化学性质相对较稳定，而与能否与酸反应无关，错误。

4．（2015·高考全国卷Ⅱ，7）食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。

下列说法错误的是（　　）

A．硅胶可用作食品干燥剂

B．P2O5不可用作食品干燥剂

C．六水合氯化钙可用作食品干燥剂

D．加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂

解析：

选C。

干燥剂的作用是吸收水分，防止物质受潮。

实验室常用的干燥剂很多，但作为食品的干燥剂，必须具有无毒的特点。

硅胶和具有吸水性的植物纤维无毒可作食品干燥剂，而P2O5吸水后生成磷酸或偏磷酸，有一定毒性，不可作为食品的干燥剂，六水合氯化钙不具有吸水性，不能作为干燥剂。

所以C项错误。

5．盐是一种常见的物质，下列物质通过一步反应可直接形成盐的是（　　）

①金属单质　②碱性氧化物　③碱　④非金属单质

⑤酸性氧化物　⑥酸

A．①②③　B．①④⑥

C．②⑤⑥　D．全部

解析：

选D。

金属单质与酸反应生成对应的盐和H2；碱性氧化物与酸反应生成盐和水；碱与酸（或酸性氧化物）反应生成盐和H2O；非金属单质和金属化合可得到盐；酸性氧化物（或酸）与碱（或碱性氧化物）反应生成盐。

常见物质间转化的几个误区

（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反应不能生成FeCl2。

（5）Fe与H＋、Cu2＋、S、I2反应不能生成Fe3＋。

考点三　分散系　胶体

1．分散系

（1）概念：

把一种（或几种）物质（分散质）分散在另一种物质（分散剂）中所得到的体系。

（2）分类：

按照分散质粒子直径的大小

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_nm

1～100_nm

>100_nm

分散质微

粒成分

离子或

小分子

大分子或

离子集合体

巨大分子或

离子集合体

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

无沉淀

较稳定

不稳定，静置

有沉淀或分层

分散质能否

透过滤纸

能

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

Fe（OH）3

胶体

泥水

3.胶体的性质及应用

（1）丁达尔效应

可见光束通过胶体时，在入射光侧面可看到光亮的通路，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。

（2）聚沉

①概念：

使胶体凝聚形成沉淀析出的现象。

②方法：

加入电解质溶液、加热或搅拌，加入带相反电荷的胶体粒子。

③应用：

如制作豆腐，明矾净水。

（3）电泳

由于胶体粒子带有电荷，在电场作用下，胶体粒子在分散剂中作定向移动的现象，此性质可用于工业上的静电除尘。

4．Fe（OH）3胶体的制备

向沸水中逐滴加入饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，即制得Fe（OH）3胶体，化学方程式为：

FeCl3＋3H2O

Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）直径介于1～100nm之间的微粒称为胶体。

（　　）

（2）电泳现象可证明胶体属于电解质溶液。

（　　）

（3）利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体。

（　　）

（4）胶体一定为液态。

（　　）

（5）胶体粒子很小，可以透过半透膜。

（　　）

（6）溶液是电中性的，胶体是带电的。

（　　）

（7）盐卤可用于制豆腐。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×　（7）√

2．用Fe（OH）3胶体进行下列实验：

①区别FeCl3溶液和Fe（OH）3胶体的简单方法是______________________________。

②将其装入U形管中，用石墨电极接通直流电，通电一段时间后，发现阴极附近的颜色加深，这说明___________________________，这种现象称为_____________。

③向其中加入饱和（NH4）2SO4溶液发生的现象是________________，原因是________________________________________________________________________。

④向其中滴入过量稀硫酸，现象是___________________，其原因是________________________________________________________________________。

⑤提纯此分散系常用的方法是________________________________________________________________________。

答案：

①丁达尔效应　②Fe（OH）3胶体粒子带正电荷　电泳　③产生红褐色沉淀　电解质溶液使胶体发生了聚沉　④先出现红褐色沉淀，后沉淀溶解　开始加入稀硫酸时，胶体发生聚沉生成氢氧化铁沉淀，当酸过量时又使沉淀溶解　⑤渗析法

1胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径大小1～100nm。

2胶体不带电，胶体中的胶粒能够吸附体系中的带电离子而使胶粒带电荷，但整个分散系仍呈电中性。

3胶体中的分散质微粒能透过滤纸，但不能透过半透膜，因此可用过滤的方法分离胶体和浊液，用渗析的方法分离胶体和溶液中的分散质。

4鉴别胶体和溶液的最简单方法是利用丁达尔效应

考向1　胶体的性质

（2016·河南郑州高三模拟）某校课外小组同学制备Fe（OH）3胶体，并研究该胶体的性质。

（1）该小组同学采用了以下操作制备胶体，请将空白处填写完整。

取一个烧杯，加入20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后向烧杯中滴加1～2mL饱和____________溶液，继续煮沸，待________________时，停止加热；反应的化学方程式为___________________________。

（2）将制得的胶体放入半透膜制成的袋内，如图所示，放置2min后，取少量半透膜外的液体于试管中，置于暗处，用一束强光从侧面照射，观察________（填“有”或“无”）丁达尔效应；再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，可观察到的现象为________________；

（3）将半透膜内的液体倒入U型管中，如图所示，在液体上方加入少量电解液以保护胶体，接通直流电后，观察到的现象是________（填“阴”或“阳”）极附近颜色逐渐变深，其原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　

（1）实验室制备Fe（OH）3胶体的操作要点：

蒸馏水先煮沸；再加入饱和的FeCl3溶液；继续煮沸至红褐色，停止加热。

（2）胶体粒子不能透过半透膜，因此半透膜外的液体为溶液，所以无丁达尔效应；因溶液中含有Cl－，所以加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液会出现白色沉淀。

（3）Fe（OH）3胶体粒子带正电荷，在电场作用下发生电泳现象。

带正电荷的胶粒向阴极移动，故阴极附近颜色逐渐加深。

[答案]　

（1）氯化铁（或FeCl3）　液体呈红褐色　FeCl3＋3H2O

Fe（OH）3（胶体）＋3HCl

（2）无　有白色沉淀生成

（3）阴　Fe（OH）3胶体粒子带正电荷，在电场作用下向阴极移动

「名师点拨」

（1）制备Fe（OH）3胶体时，不能用Fe3＋与碱反应制得，利用饱和FeCl3溶液加热时，不能长时间加热。

（2）书写Fe（OH）3胶体制备化学方程式的四个易错点：

①用“===”而不用“

”；

②Fe（OH）3分子式后注明胶体而不使用“↓”；

③反应条件是“△”；

④HCl后不能标“↑”。

1．下列关于溶液和胶体的叙述，正确的是（　　）

A．溶液是电中性的，胶体是带电的

B．通电时，溶液中的溶质粒子分别向两极移动，胶体中的分散质粒子向某一极移动

C．溶液中溶质粒子的运动有规律，胶体中分散质粒子的运动无规律，即布朗运动

D．一束光线分别通过溶液和胶体时，后者会出现一条光亮的“通路”，前者则没有

解析：

选D。

A项，胶体粒子带电荷，而胶体是电中性的；B项，通电时，溶液中的阴、阳离子分别向两极移动，而不是溶质粒子分别向两极移动；C项，溶液中溶质粒子的运动是无规律的。

2．下列说法中正确的是（　　）

A．胶体中分散质粒子直径小于1×10－9m

B．区别胶体与溶液的最简单的方法是丁达尔效应

C．往NaOH溶液中滴入FeCl3溶液立即可制得胶体

D．清晨的阳光穿过茂密的树木枝叶所产生的美丽景象（美丽的光线）是由于胶体粒子对光线反射形成的

解析：

选B。

胶体中分散质粒子直径介于1～100nm，即10－9～10－7m之间，A错。

C中得到的是Fe（OH）3沉淀不是胶体，C错。

丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射形成的，D错误。

考向2　胶体性质的应用

下列事实与胶体的性质有关的是（　　）

①用盐卤点豆腐　②用明矾净水　③医学上用三氯化铁止血　④江河入海口形成三角洲

A．只有①②③　　　　　　B．只有①②④

C．只有②③　　D．全部

[解析]　①盐卤的主要成分是MgCl2等电解质，豆浆的主要成分是由蛋白质形成的液溶胶。

用盐卤点豆腐是利用