2019-2020年高一化學(xué)元素與物質(zhì)世界 元素與物質(zhì)的分類.doc

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2019-2020年高一化學(xué)元素與物質(zhì)世界 元素與物質(zhì)的分類 一. 教學(xué)內(nèi)容： 第2章 元素與物質(zhì)世界 第1節(jié) 元素與物質(zhì)的分類 二. 教學(xué)目的 1、了解元素與物質(zhì)的關(guān)系、元素的兩種存在形式。 2、掌握物質(zhì)不同角度的分類方法，了解單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽之間的反應(yīng)關(guān)系，掌握一類物質(zhì)可能與其他哪些類別的物質(zhì)反應(yīng)。 3、認(rèn)識膠體是一種重要的分散系，了解膠體的丁達爾現(xiàn)象、電泳、聚沉等特性，能用膠體知識解釋實例，了解膠體性質(zhì)的簡單應(yīng)用。 三. 教學(xué)重點、難點 元素與物質(zhì)的關(guān)系、膠體的性質(zhì) 四. 知識分析 （一）元素與物質(zhì)的關(guān)系 復(fù)習(xí)：由一種元素組成的純凈物叫_單質(zhì)_，由不同元素組成的純凈物叫化合物。 研究討論：你所認(rèn)識的物質(zhì)中哪些含有氧元素？這些物質(zhì)中氧元素的存在形態(tài)？ O2、O3、CO2、H2O、H2SO4、NaOH、KClO3等 前兩種都是游離態(tài)，其余都是化合態(tài)。 1、物質(zhì)是由元素組成的。元素在物質(zhì)中有兩種存在形式：游離態(tài)和化合態(tài)。 2、同一種元素可以形成單質(zhì)也可以形成化合物，如氧元素可以形成單質(zhì)O2、O3也可以和氫元素結(jié)合形成化合物H2O、H2O2。在單質(zhì)中元素是以游離態(tài)形式存在的，在化合物中元素是以化合態(tài)形式存在的。 練一練：下列元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)存在的是（ C ） A. 氫 B. 鐵 C. 碳 D. 鈉 3、同一種元素可以形成不同的單質(zhì)，如碳元素的單質(zhì)有石墨、金剛石、C60，這三種物質(zhì)互稱為同素異形體。 相同的多種元素也可以形成不同的化合物，如：氫、氯、氧三種元素可以形成HClO、HClO3、HClO4等多種化合物。種類繁多的有機物中多數(shù)是由碳、氫、氧三種元素組成的。正是由于組成物質(zhì)的元素種類不同，各元素在物質(zhì)中含量不同，組成的方式不同才形成了如此豐富的物質(zhì)世界。 練一練：只含有一種元素的物質(zhì)（D ） A. 一定是純凈物 B. 一定是一種單質(zhì) C. 可能是單質(zhì)也可能是化合物 D. 可能是純凈物也可能是混合物 4、元素之間化合時，每一種元素一定數(shù)目的原子只能與另一種或幾種元素一定數(shù)目的原子結(jié)合，元素的這種性質(zhì)表現(xiàn)為元素的化合價。單質(zhì)中元素的化合價為0，化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0。 練一練：標(biāo)注下列各物質(zhì)中各元素的化合價： 0 +2 －1 +1 －1 0 +1 －2 +1 +2 +4 －2 +4 －2 +2 －2 Fe FeCl2 HCl H2 NaOH CaCO3 CO2 CaO （二）物質(zhì)的分類 引導(dǎo)遷移：在某一圖書館中社會科學(xué)類圖書在一樓，自然科學(xué)類圖書在二樓。在二樓的自然科學(xué)中又分為數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、地理等不同的區(qū)域，化學(xué)區(qū)域又分為無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等幾個書架。我們在查詢有關(guān)資料時非常方便。 我們發(fā)現(xiàn)的3700萬種物質(zhì)是不是也可以按照一定的規(guī)則進行分類呢？這樣的分類有什么意義？ 1、物質(zhì)分類的方法 對物質(zhì)進行科學(xué)的分類，再分門別類地研究它們的結(jié)構(gòu)_、性質(zhì)__、用途_等，就容易找到有關(guān)規(guī)律，把握物質(zhì)的_本質(zhì)屬性_和_內(nèi)在聯(lián)系__。 物質(zhì)的分類方法很多，從不同角度，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)的分類，可以有不同的結(jié)果。 （1）一般分類法 按組成分：_______、_______、_______、_______、_______等 、———、———、等 按酸根分：_______、_______ 按H+數(shù)分：_______、_______ 按強弱分：_______、_______、_______ 按OH-數(shù)分：_______、_______等 按溶解性分：_______、_______、_______ 按強弱分：_______、_______、_______ 等 按酸根種類數(shù)分：_______、_______等 其他無機鹽、有機鹽等 混合物 單質(zhì) 氧化物 __________等 ————— ————— ————— 酸 堿 鹽 有機化合物 均一混合物（如空氣、溶液等） 不均一混合物 （表中內(nèi)容略） （2）根據(jù)在水溶液或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電 化合物：電解質(zhì)（在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?，叫做電解質(zhì)） 非電解質(zhì)（在水溶液或熔融狀態(tài)下都不能夠?qū)щ姷幕衔铮凶龇请娊猓? 練一練：下列各物質(zhì)哪些是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)？ KCl BaSO4 CH3CH2OH NaOH Fe H2SO4 H2O 電解質(zhì)：KCl BaSO4 NaOH H2SO4 H2O 非電解質(zhì)：CH3CH2OH （3）根據(jù)在化學(xué)反應(yīng)中化合價變化的情況 反應(yīng)物：氧化劑 （在氧化還原反應(yīng)中所含元素的化合價降低的反應(yīng)物叫氧化劑） 還原劑 （在氧化還原反應(yīng)中所含元素的化合價升高的反應(yīng)物叫還原劑） （4）分散系：一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里形成的混合物。 分散系是由分散質(zhì)和分散劑組成的。 思考：比較溶液和分散系兩個概念會發(fā)現(xiàn)什么？ 注意：（1）溶液這種分散系中，溶質(zhì)是分散質(zhì)，溶劑就是分散劑。 （2）懸濁液或乳濁液中不存在溶質(zhì)和溶劑的概念，即濁液中的分散質(zhì)不能叫溶質(zhì)，分散劑不能叫溶劑。 分散系的分類 ①按照分散質(zhì)或分散劑的聚集狀態(tài)（氣、液、固）來分，有9種類型： 分散質(zhì) 分散劑 實 例 氣 氣 空氣 液 氣 云、霧 固 氣 煙、灰塵 氣 液 泡沫、鹽酸 液 液 牛奶、酒精的水溶液 固 液 糖水、油漆 氣 固 泡沫塑料 液 固 珍珠（包藏著水的碳酸鈣） 固 固 有色玻璃、合金 ②按照分散質(zhì)微粒粒度大小來分（分散質(zhì)是水或其他液體） 2、單質(zhì)、氧化物、酸、堿和鹽之間的相互關(guān)系 思考：①Na和C分別屬于單質(zhì)中的什么類別？它們能發(fā)生上表中各個箭頭表示的反應(yīng)嗎？不妨試著寫一下！ Na 金屬 4Na+O2＝2Na2O 2Na+ Cl2 2NaCl C 非金屬 C+O2CO2 ②下列關(guān)于氧化物的敘述正確的是（B） A. 金屬氧化物一定是堿性氧化物，非金屬氧化物一定是酸性氧化物 B. 堿性氧化物一定是金屬氧化物，酸性氧化物不一定是非金屬氧化物 C. 堿性氧化物都能與水化合生成堿 D. 酸性氧化物都能與水化合生成酸 ③將下列物質(zhì)按酸、堿、鹽分類，順序正確的是（B） A. 硫酸、純堿、石膏 B. 硝酸、燒堿、綠礬 C. 碳酸、乙醇、醋酸鈉 D. 磷酸、熟石灰、苛性鉀 （三）膠體 1、概念：分散系的微粒粒度介于1—100nm之間的分散系。（即膠體區(qū)別于其他分散系的本質(zhì)特征） 2、溶液、膠體、濁液三種分散系的區(qū)別： 分 散 系 分散質(zhì)微粒的大小 外觀 特 征 能否透過濾紙 能否透過半透膜 舉 例 溶 液 小于1nm 均勻、透明 能 能 食鹽水 膠 體 1nm～100nm 均勻、透明或半透明 能 不能 蛋清、豆?jié){ 濁 液 大于100nm 渾濁、不均勻、不透明 不能 不能 泥水 3、布朗運動：膠體微粒不停地、無秩序地運動，這種運動現(xiàn)象叫做布朗運動。 膠體做布朗運動是因為膠粒每時每刻都在經(jīng)受著分散劑分子四面八方的不均衡的碰撞。 [科學(xué)探究] 分別用激光筆照射Fe（OH）3膠體和CuSO4溶液，在與光束垂直的方向進行觀察。 4、丁達爾效應(yīng) 定義：當(dāng)可見光束通過膠體時，在入射光側(cè)面可觀察到明亮的光區(qū)，這種現(xiàn)象稱為丁達爾現(xiàn)象。 思考：現(xiàn)有一杯透明液體（混合物），你能用什么方法鑒別出它是溶液還是膠體？ 讓一束光分別透過兩種液體，在側(cè)面能看到明亮光區(qū)的為膠體，不能看到明亮光區(qū)的為溶液。 [思考與交流] 如果空氣中沒有氣溶膠，我們的環(huán)境將會是什么樣？請與周圍的同學(xué)交流。 漆黑一片 5、電泳：在外電場作用下，膠體粒子在氣體或液體中向電極作定向移動的現(xiàn)象。 電泳是膠體粒子帶有電荷的反映。 帶電原因：膠體分散質(zhì)微粒細(xì)小而具有巨大的比表面積，能吸附電性相同的離子，從而形成帶電微粒。 膠體顆粒的帶電規(guī)律：一般來說，金屬氫氧化物、金屬氧化物的膠體微粒吸附陽離子，帶正電荷，如Fe(OH)3膠體和Al(OH)3膠體微粒。非金屬氧化物、非金屬硫化物膠體微粒吸附陰離子，帶負(fù)電荷。如As2S3膠體、H2SiO3膠體的微粒。 6、聚沉： A 膠體較穩(wěn)定的主要原因：同種膠粒帶同種電荷，而同種電荷會互相排斥。 B 膠體的聚沉：其原理是中和膠粒的電荷或增加膠粒的結(jié)合機會以使膠粒結(jié)合在一起形成較大的微粒，在重力作用下形成沉淀析出。 [思考與交流] 想一想，使膠體聚沉的方法有哪些？ ①加熱 ② 加入電解質(zhì) ③ 加入帶相反電荷的膠體 【典型例題】 例1. 某金屬R的最高價氯化物相對分子質(zhì)量為m,同價態(tài)硫酸鹽的相對分子質(zhì)量為n,則R的最高價為 （ ） A. (n－m)/12.5 B. (m－n)/12.5 C. (n－2m)/25 D. (2m－n)/25 答案：AC 解析：設(shè)R的化合價為x, 則氯化物為RClx , 當(dāng)x為奇數(shù)時，硫酸鹽為R2(SO4)x; 96x－71x＝n－2m x＝(n－2m)/25 當(dāng)x為偶數(shù)時，硫酸鹽為R(SO4)x/2; 96(x/2)－35.5x＝n－m x＝(n－m/12.5) 點評：任何“分子”中元素正負(fù)化合價的代數(shù)和為0，元素的化合價分為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況，本題關(guān)鍵是寫出兩種情況下的硫酸鹽化學(xué)式，然后再利用差量，列出式子，最后求算。 例2. 以Fe、CuO 、CuCl2溶液、鹽酸、氫氧化鉀溶液為反應(yīng)物，兩兩間可發(fā)生的反應(yīng)有（ ） A. 6個 B. 5個 C. 4個 D. 3個 答案：B 解析：反應(yīng)有Fe分別與CuCl2溶液、鹽酸； CuO與鹽酸 ；CuCl2溶液與氫氧化鉀溶液；鹽酸與氫氧化鉀溶液。 點評：應(yīng)熟記酸、堿、鹽、氧化物等物質(zhì)的化學(xué)通性，審題仔細(xì)，思考全面而準(zhǔn)確。 例3. 關(guān)于膠體的敘述中，不正確的是（ ） A. 向膠體中加蔗糖溶液，產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象 B. 可見光透過膠體時，發(fā)生丁達爾現(xiàn)象 C. 用滲析的方法“凈化”膠體時，使用的半透膜只能讓分子、離子通過 D. 膠體微粒能吸附陽離子或陰離子，故在電場作用下產(chǎn)生電泳現(xiàn)象 答案：A 解析：向膠體中加入含陰、陽離子的鹽或帶相反電荷的膠體都可產(chǎn)生聚沉現(xiàn)象。蔗糖溶液不含陰、陽離子，不能使膠體發(fā)生聚沉，B、C、D選項正確。 點評：膠體的丁達爾現(xiàn)象、聚沉、電泳、滲析等都是膠體的重要性質(zhì)，應(yīng)準(zhǔn)確掌握。 例4. 填寫下表： 分散系 分散質(zhì) 分散劑 煙 空氣 霧 空氣 碘酒 碘 CuSO4溶液 有色玻璃 金屬氧化物 答案： 分散系 分散質(zhì) 分散劑 煙 微小塵埃 空氣 霧 微小水滴 空氣 碘酒 碘 酒精 CuSO4溶液 硫酸銅 水 有色玻璃 金屬氧化物 玻璃 解析：任何分散系中的分散劑即可以是氣態(tài)、液態(tài)也可以是固態(tài)，同樣分散質(zhì)可以是氣態(tài)、液態(tài)也可以是固態(tài)。具體是什么狀態(tài)，要緊密結(jié)合題目、信息。 點評：解決此類題目關(guān)鍵是弄清分散劑、分散質(zhì)的概念。 例5. 醫(yī)學(xué)上治療腎功能衰竭等疾病引起的血液中毒時，最常用的血液凈化手段是血液透析。透析時，病人的血液通過浸在透析液中的透析膜進行循環(huán)和透析。透析原理同膠體的____________類似，透析膜同____________類似，透析膜的孔應(yīng)____________(填“大于”“等于”“小于”)血液內(nèi)毒性粒子直徑，毒性物質(zhì)才可能擴散到透析液中而被除去。 答案：滲析；半透膜；大于 解析：膠體精制常用滲析法，這道題目的血液透析需要膠體滲析的合理遷移。 點評：要解決此類問題，關(guān)鍵搞清膠體滲析的原理，滲析的過程，有了堅實的基礎(chǔ)知識，才能做到活學(xué)活用、準(zhǔn)確遷移。 【模擬試題】 一、選擇題（每題有1或2個正確答案） 1. 下列物質(zhì)中，碳元素全部以游離態(tài)存在的是（ ） A. 碳酸鈣、石墨、二氧化碳 B. 金剛石、石墨、富勒烯 C. 一氧化碳、金剛石、碳黑 D. 碳酸氫鈉、甲烷、金剛砂（SiC） 2. 下列說法正確的是（ ） A. 元素的存在形態(tài)只有兩種：化合態(tài)和游離態(tài) B. 同一元素，呈化合態(tài)時，其化合價一定比游離態(tài)時高 C. 有多少種元素，就有多少種物質(zhì) D. 同一元素在不同的物質(zhì)中表現(xiàn)的存在形態(tài)一定不同 3. 下列物質(zhì)是你在生活中經(jīng)常用到的物質(zhì)，其中屬于純凈物的是（ ） A. 煤 B. 生鐵 C. 蒸餾水 D. 礦泉水 4. 下列分散系中，不能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象的是（ ） A. 煙霧 B. 有色玻璃 C. 蒸餾水 D. 雞蛋清溶液 5. 上海環(huán)保部門為了使城市生活垃圾得到合理利用，近年來逐步實施了生活垃圾分類投放的方法，其中塑料袋、廢紙、舊橡膠制品等屬于（ ） A. 無機物 B. 有機物 C. 鹽類 D. 非金屬單質(zhì) 6. 將淀粉碘化鉀混和液裝在羊皮紙制成的袋中（羊皮紙可作半透膜用），將此袋的下半部浸泡在盛有蒸餾水的燒杯里，過一段時間后，用燒杯中的液體進行實驗. 下列燒杯內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象中能證明羊皮袋一定有破損的是（ ） A. 加入碘水，變藍色 B. 加入NaI溶液，不變藍色 C. 加入AgNO3溶液，產(chǎn)生黃色沉淀 D. 加入溴水，變藍色 7. Fe（OH）3 膠體和MgCl2溶液共同具備的性質(zhì)是（ ） A. 都是無色透明的液體 B. 都有丁達爾現(xiàn)象 C. 加入鹽酸后，先產(chǎn)生沉淀，隨后沉淀溶解 D. 分散質(zhì)粒子都可通過濾紙 8. 在實驗中手不慎被玻璃割破，可用FeCI3溶液應(yīng)急止血，其主要原因可能是（ ） A. FeCl3溶液具有殺菌消毒的作用 B. FeCl3溶液能使血液凝固 C. FeCl3溶液能產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀堵住傷口 D. FeCl3溶液能使血液發(fā)生化學(xué)變化 9. 用飽和的氯化鐵溶液制取氫氧化鐵膠體，正確的操作是（ ） A. 將FeCl3 溶液滴入蒸餾水中即可 B. 將FeCl3 溶液滴入熱水中，生成棕黃色液體即可 C. 將FeCl3 溶液滴入沸水中，并繼續(xù)煮沸至生成紅褐色液體即可 D. 將FeCl3 溶液滴入沸水中，并繼續(xù)煮沸至生成紅褐色沉淀即可 10. 采用不同的分類方法，可將非金屬氧化物分為不同的類別. 例如從某種意義上可將P2O5、SO2、SO3、CO2、CI2O7等歸為一類，則下列氧化物與它們屬于同一類的是（ ） A. CO B. NO C. N2O5 D. Na2O 二、填空題 11. 把10mL 淀粉膠體和5mL KCl溶液的混和體加入用半透膜制成的袋內(nèi)，將此袋浸入蒸餾水中。2分鐘后，用兩支試管各取5mL 燒杯中的液體，并做如下實驗： （1）向其中一支試管里滴加少量AgNO3溶液，其現(xiàn)象是______________； （2）向另一支試管里滴加少量碘水，其現(xiàn)象是____________； （3）由上述實驗得出的結(jié)論是_________________。 12. 將1molL－1 的FeCl3 溶液逐滴滴入沸水中，液體變?yōu)開________色，得到的是_______；反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________. 用此分散系進行實驗： （1）將其裝入U型管內(nèi)，用石墨棒做電極，接通直流電源，通電一段時間后發(fā)現(xiàn)陰極附近顏色____________，這表明___________________，這種現(xiàn)象稱為_______________。 （2）向其中加入飽和的（NH4）2SO4溶液，發(fā)生的現(xiàn)象是_________________；原因是_____ ___________。 （3）向其中逐滴加入過量稀硫酸，現(xiàn)象是__________________；原因是________。 （4）提純此分散系的方法叫__________________。 13. 向褐色Fe(OH)3膠體中逐滴滴加硫酸，現(xiàn)象是產(chǎn)生紅褐色沉淀；片刻后沉淀又逐漸溶解，生成棕黃色溶液，試解釋此現(xiàn)象，并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 _____________________________________________ 14. 有甲、乙、丙、丁四種液體，它們分別為Fe(OH)3膠體、硅酸膠體、As2S3膠體、NaOH溶液。現(xiàn)將有關(guān)實驗現(xiàn)象記錄如下： （1）電泳：甲液體陽極周圍的顏色變淺，陰極周圍的顏色變深； （2）將一束光通過乙液體，無丁達爾現(xiàn)象； （3）將乙逐滴加入到丙液體中，先出現(xiàn)凝聚，后變澄清；則甲為_________；乙為________；丙為___________；丁為_________________。 15. 鹽堿地里有大量的電解質(zhì)，其土壤保肥能力（與吸附離子有關(guān)）差。試解釋其原因。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 16. 對于混合物的分離或提純，常采用的方法有：過濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取、滲析、加熱分解等。下列各組混合物的分離或提純應(yīng)采用什么方法？ （1）實驗室中的石灰水久置，液面上常懸浮有CaCO3微粒，可用________的方法除去Ca(OH)2溶液中懸浮的CaCO3微粒； （2）實驗室中制取的Fe(OH)3膠體中常常含有雜質(zhì)Cl－離子，可用________的方法除去Fe(OH)3膠體中混有雜質(zhì)的Cl－離子； （3）除去乙醇中溶解的微量食鹽可采用_________的方法； （4）粗鹽中含有不溶性的泥沙. 可溶性的氯化鈣. 氯化鎂及一些硫酸鹽，對粗鹽中的這些雜質(zhì)可采用_______和_________的方法除去； （5）除去氧化鈣中的碳酸鈣可用________的方法。 參考答案 一、選擇題 1. B 2. A 3. C 4. C 5. B 6. AD 7. D 8. C 9. C 10. C 二、填空題 11. （1）出現(xiàn)白色沉淀 （2）無明顯變化 （3）Cl－能透過半透膜，淀粉膠體不能透過半透膜 12. 紅褐 Fe(OH)3膠體 FeCl3+3H2O＝Fe(OH)3(膠體)+ 3HCl <條件是加熱> （1）逐漸變深 Fe(OH)3膠粒帶正電荷 膠體的電泳 （2）形成紅褐色沉淀 硫酸銨電離出的SO42－和 Fe(OH)3膠粒所帶正電荷，使微粒變大，以沉淀形式析出 （3）先出現(xiàn)紅褐色沉淀，后沉淀消失 H2SO4電離出的SO42－使Fe(OH)3膠體發(fā)生聚沉，H+使Fe(OH)3沉淀溶解 （4）滲析 13. 膠體中加電解質(zhì)時，膠體發(fā)生聚沉，因此產(chǎn)生紅褐色沉淀；當(dāng)H2SO4過量時，會與Fe(OH)3發(fā)生反應(yīng)，沉淀又溶解了。 2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O 14. 氫氧化鐵膠體； 氫氧化鈉溶液； 硅酸溶膠； As2S3膠體 15. 電解質(zhì)會中和土壤膠粒吸附的電荷，使肥料易隨水流去或滲入地下。 16. （1）過濾 （2）滲析 （3）蒸餾 （4）過濾、蒸發(fā) （5）加熱分解