2019-2020年高一化学元素与物质世界 元素与物质的分类.doc

2019-2020年高一化学元素与物质世界 元素与物质的分类一. 教学内容：第2章 元素与物质世界 第1节 元素与物质的分类二. 教学目的1、了解元素与物质的关系、元素的两种存在形式。2、掌握物质不同角度的分类方法，了解单质、氧化物、酸、碱、盐之间的反应关系，掌握一类物质可能与其他哪些类别的物质反应。3、认识胶体是一种重要的分散系，了解胶体的丁达尔现象、电泳、聚沉等特性，能用胶体知识解释实例，了解胶体性质的简单应用。三. 教学重点、难点 元素与物质的关系、胶体的性质四. 知识分析（一）元素与物质的关系复习：由一种元素组成的纯净物叫_单质_，由不同元素组成的纯净物叫化合物。研究讨论：你所认识的物质中哪些含有氧元素？这些物质中氧元素的存在形态？ O2、O3、CO2、H2O、H2SO4、NaOH、KClO3等 前两种都是游离态，其余都是化合态。1、物质是由元素组成的。元素在物质中有两种存在形式：游离态和化合态。2、同一种元素可以形成单质也可以形成化合物，如氧元素可以形成单质O2、O3也可以和氢元素结合形成化合物H2O、H2O2。在单质中元素是以游离态形式存在的，在化合物中元素是以化合态形式存在的。练一练：下列元素在自然界中既有游离态又有化合态存在的是（ C ）A. 氢B. 铁C. 碳D. 钠3、同一种元素可以形成不同的单质，如碳元素的单质有石墨、金刚石、C60，这三种物质互称为同素异形体。相同的多种元素也可以形成不同的化合物，如：氢、氯、氧三种元素可以形成HClO、HClO3、HClO4等多种化合物。种类繁多的有机物中多数是由碳、氢、氧三种元素组成的。正是由于组成物质的元素种类不同，各元素在物质中含量不同，组成的方式不同才形成了如此丰富的物质世界。练一练：只含有一种元素的物质（D ）A. 一定是纯净物B. 一定是一种单质C. 可能是单质也可能是化合物D. 可能是纯净物也可能是混合物4、元素之间化合时，每一种元素一定数目的原子只能与另一种或几种元素一定数目的原子结合，元素的这种性质表现为元素的化合价。单质中元素的化合价为0，化合物中各元素化合价的代数和为0。练一练：标注下列各物质中各元素的化合价：0 +2 1 +1 1 0 +1 2 +1 +2 +4 2 +4 2 +2 2Fe FeCl2 HCl H2 NaOH CaCO3 CO2 CaO（二）物质的分类 引导迁移：在某一图书馆中社会科学类图书在一楼，自然科学类图书在二楼。在二楼的自然科学中又分为数学、物理、化学、地理等不同的区域，化学区域又分为无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等几个书架。我们在查询有关资料时非常方便。我们发现的3700万种物质是不是也可以按照一定的规则进行分类呢？这样的分类有什么意义？1、物质分类的方法对物质进行科学的分类，再分门别类地研究它们的结构_、性质_、用途_等，就容易找到有关规律，把握物质的_本质属性_和_内在联系_。 物质的分类方法很多，从不同角度，按照不同的标准的分类，可以有不同的结果。（1）一般分类法按组成分：_、_、_、_、_等、等按酸根分：_、_按H+数分：_、_按强弱分：_、_、_按OH-数分：_、_等按溶解性分：_、_、_按强弱分：_、_、_等按酸根种类数分：_、_等其他无机盐、有机盐等混合物单质氧化物_等酸碱盐有机化合物均一混合物（如空气、溶液等）不均一混合物（表中内容略）（2）根据在水溶液或熔融状态下能否导电化合物：电解质（在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物，叫做电解质）非电解质（在水溶液或熔融状态下都不能够导电的化合物，叫做非电解）练一练：下列各物质哪些是电解质，哪些是非电解质？KCl BaSO4 CH3CH2OH NaOH Fe H2SO4 H2O 电解质：KCl BaSO4 NaOH H2SO4 H2O非电解质：CH3CH2OH（3）根据在化学反应中化合价变化的情况反应物：氧化剂 （在氧化还原反应中所含元素的化合价降低的反应物叫氧化剂） 还原剂 （在氧化还原反应中所含元素的化合价升高的反应物叫还原剂）（4）分散系：一种或几种物质分散到另一种物质里形成的混合物。分散系是由分散质和分散剂组成的。思考：比较溶液和分散系两个概念会发现什么？ 注意：（1）溶液这种分散系中，溶质是分散质，溶剂就是分散剂。 （2）悬浊液或乳浊液中不存在溶质和溶剂的概念，即浊液中的分散质不能叫溶质，分散剂不能叫溶剂。分散系的分类按照分散质或分散剂的聚集状态（气、液、固）来分，有9种类型：分散质 分散剂实 例气 气 空气液 气 云、雾 固 气 烟、灰尘 气 液 泡沫、盐酸 液 液 牛奶、酒精的水溶液 固 液 糖水、油漆 气 固 泡沫塑料 液 固 珍珠（包藏着水的碳酸钙） 固 固 有色玻璃、合金按照分散质微粒粒度大小来分（分散质是水或其他液体） 2、单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系思考：Na和C分别属于单质中的什么类别？它们能发生上表中各个箭头表示的反应吗？不妨试着写一下！ Na 金属 4Na+O22Na2O 2Na+ Cl2 2NaCl C 非金属 C+O2CO2 下列关于氧化物的叙述正确的是（B）A. 金属氧化物一定是碱性氧化物，非金属氧化物一定是酸性氧化物B. 碱性氧化物一定是金属氧化物，酸性氧化物不一定是非金属氧化物C. 碱性氧化物都能与水化合生成碱D. 酸性氧化物都能与水化合生成酸 将下列物质按酸、碱、盐分类，顺序正确的是（B）A. 硫酸、纯碱、石膏 B. 硝酸、烧碱、绿矾C. 碳酸、乙醇、醋酸钠 D. 磷酸、熟石灰、苛性钾（三）胶体1、概念：分散系的微粒粒度介于1100nm之间的分散系。（即胶体区别于其他分散系的本质特征）2、溶液、胶体、浊液三种分散系的区别：分 散 系分散质微粒的大小外观 特 征能否透过滤纸能否透过半透膜举 例溶 液小于1nm均匀、透明能能食盐水胶 体1nm100nm均匀、透明或半透明能不能蛋清、豆浆浊 液大于100nm浑浊、不均匀、不透明不能不能泥水3、布朗运动：胶体微粒不停地、无秩序地运动，这种运动现象叫做布朗运动。胶体做布朗运动是因为胶粒每时每刻都在经受着分散剂分子四面八方的不均衡的碰撞。科学探究 分别用激光笔照射Fe（OH）3胶体和CuSO4溶液，在与光束垂直的方向进行观察。4、丁达尔效应定义：当可见光束通过胶体时，在入射光侧面可观察到明亮的光区，这种现象称为丁达尔现象。思考：现有一杯透明液体（混合物），你能用什么方法鉴别出它是溶液还是胶体？让一束光分别透过两种液体，在侧面能看到明亮光区的为胶体，不能看到明亮光区的为溶液。思考与交流 如果空气中没有气溶胶，我们的环境将会是什么样？请与周围的同学交流。漆黑一片5、电泳：在外电场作用下，胶体粒子在气体或液体中向电极作定向移动的现象。 电泳是胶体粒子带有电荷的反映。带电原因：胶体分散质微粒细小而具有巨大的比表面积，能吸附电性相同的离子，从而形成带电微粒。胶体颗粒的带电规律：一般来说，金属氢氧化物、金属氧化物的胶体微粒吸附阳离子，带正电荷，如Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体微粒。非金属氧化物、非金属硫化物胶体微粒吸附阴离子，带负电荷。如As2S3胶体、H2SiO3胶体的微粒。6、聚沉：A 胶体较稳定的主要原因：同种胶粒带同种电荷，而同种电荷会互相排斥。B 胶体的聚沉：其原理是中和胶粒的电荷或增加胶粒的结合机会以使胶粒结合在一起形成较大的微粒，在重力作用下形成沉淀析出。思考与交流 想一想，使胶体聚沉的方法有哪些？加热 加入电解质 加入带相反电荷的胶体【典型例题】例1. 某金属R的最高价氯化物相对分子质量为m,同价态硫酸盐的相对分子质量为n,则R的最高价为 （ ）A. (nm)/12.5 B. (mn)/12.5 C. (n2m)/25 D. (2mn)/25答案：AC解析：设R的化合价为x, 则氯化物为RClx ,当x为奇数时，硫酸盐为R2(SO4)x; 96x71xn2m x(n2m)/25当x为偶数时，硫酸盐为R(SO4)x/2; 96(x/2)35.5xnm x(nm/12.5) 点评：任何“分子”中元素正负化合价的代数和为0，元素的化合价分为奇数和偶数两种情况，本题关键是写出两种情况下的硫酸盐化学式，然后再利用差量，列出式子，最后求算。例2. 以Fe、CuO 、CuCl2溶液、盐酸、氢氧化钾溶液为反应物，两两间可发生的反应有（ ）A. 6个 B. 5个C. 4个D. 3个答案：B解析：反应有Fe分别与CuCl2溶液、盐酸； CuO与盐酸 ；CuCl2溶液与氢氧化钾溶液；盐酸与氢氧化钾溶液。点评：应熟记酸、碱、盐、氧化物等物质的化学通性，审题仔细，思考全面而准确。例3. 关于胶体的叙述中，不正确的是（ ） A. 向胶体中加蔗糖溶液，产生聚沉现象B. 可见光透过胶体时，发生丁达尔现象C. 用渗析的方法“净化”胶体时，使用的半透膜只能让分子、离子通过D. 胶体微粒能吸附阳离子或阴离子，故在电场作用下产生电泳现象答案：A解析：向胶体中加入含阴、阳离子的盐或带相反电荷的胶体都可产生聚沉现象。蔗糖溶液不含阴、阳离子，不能使胶体发生聚沉，B、C、D选项正确。点评：胶体的丁达尔现象、聚沉、电泳、渗析等都是胶体的重要性质，应准确掌握。例4. 填写下表：分散系分散质分散剂烟空气雾空气碘酒碘CuSO4溶液有色玻璃金属氧化物答案：分散系分散质分散剂烟微小尘埃空气雾微小水滴空气碘酒碘酒精CuSO4溶液硫酸铜水有色玻璃金属氧化物玻璃解析：任何分散系中的分散剂即可以是气态、液态也可以是固态，同样分散质可以是气态、液态也可以是固态。具体是什么状态，要紧密结合题目、信息。点评：解决此类题目关键是弄清分散剂、分散质的概念。例5. 医学上治疗肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。透析原理同胶体的_类似，透析膜同_类似，透析膜的孔应_(填“大于”“等于”“小于”)血液内毒性粒子直径，毒性物质才可能扩散到透析液中而被除去。答案：渗析；半透膜；大于解析：胶体精制常用渗析法，这道题目的血液透析需要胶体渗析的合理迁移。点评：要解决此类问题，关键搞清胶体渗析的原理，渗析的过程，有了坚实的基础知识，才能做到活学活用、准确迁移。【模拟试题】一、选择题（每题有1或2个正确答案）1. 下列物质中，碳元素全部以游离态存在的是（ ） A. 碳酸钙、石墨、二氧化碳 B. 金刚石、石墨、富勒烯 C. 一氧化碳、金刚石、碳黑 D. 碳酸氢钠、甲烷、金刚砂（SiC）2. 下列说法正确的是（ ）A. 元素的存在形态只有两种：化合态和游离态B. 同一元素，呈化合态时，其化合价一定比游离态时高C. 有多少种元素，就有多少种物质D. 同一元素在不同的物质中表现的存在形态一定不同3. 下列物质是你在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4. 下列分散系中，不能产生丁达尔现象的是（ ） A. 烟雾B. 有色玻璃C. 蒸馏水D. 鸡蛋清溶液5. 上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用，近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的方法，其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于（ ） A. 无机物B. 有机物C. 盐类D. 非金属单质6. 将淀粉碘化钾混和液装在羊皮纸制成的袋中（羊皮纸可作半透膜用），将此袋的下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯里，过一段时间后，用烧杯中的液体进行实验. 下列烧杯内发生的现象中能证明羊皮袋一定有破损的是（ ） A. 加入碘水，变蓝色 B. 加入NaI溶液，不变蓝色 C. 加入AgNO3溶液，产生黄色沉淀 D. 加入溴水，变蓝色7. Fe（OH）3 胶体和MgCl2溶液共同具备的性质是（ ）A. 都是无色透明的液体B. 都有丁达尔现象C. 加入盐酸后，先产生沉淀，随后沉淀溶解D. 分散质粒子都可通过滤纸8. 在实验中手不慎被玻璃割破，可用FeCI3溶液应急止血，其主要原因可能是（ ）A. FeCl3溶液具有杀菌消毒的作用B. FeCl3溶液能使血液凝固C. FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口D. FeCl3溶液能使血液发生化学变化9. 用饱和的氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体，正确的操作是（ ）A. 将FeCl3 溶液滴入蒸馏水中即可B. 将FeCl3 溶液滴入热水中，生成棕黄色液体即可C. 将FeCl3 溶液滴入沸水中，并继续煮沸至生成红褐色液体即可D. 将FeCl3 溶液滴入沸水中，并继续煮沸至生成红褐色沉淀即可10. 采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别. 例如从某种意义上可将P2O5、SO2、SO3、CO2、CI2O7等归为一类，则下列氧化物与它们属于同一类的是（ ）A. COB. NOC. N2O5D. Na2O二、填空题11. 把10mL 淀粉胶体和5mL KCl溶液的混和体加入用半透膜制成的袋内，将此袋浸入蒸馏水中。2分钟后，用两支试管各取5mL 烧杯中的液体，并做如下实验： （1）向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液，其现象是_； （2）向另一支试管里滴加少量碘水，其现象是_； （3）由上述实验得出的结论是_。12. 将1molL1 的FeCl3 溶液逐滴滴入沸水中，液体变为_色，得到的是_；反应的化学方程式为_.用此分散系进行实验： （1）将其装入U型管内，用石墨棒做电极，接通直流电源，通电一段时间后发现阴极附近颜色_，这表明_，这种现象称为_。（2）向其中加入饱和的（NH4）2SO4溶液，发生的现象是_；原因是_。（3）向其中逐滴加入过量稀硫酸，现象是_；原因是_。（4）提纯此分散系的方法叫_。13. 向褐色Fe(OH)3胶体中逐滴滴加硫酸，现象是产生红褐色沉淀；片刻后沉淀又逐渐溶解，生成棕黄色溶液，试解释此现象，并写出有关反应的化学方程式。 _14. 有甲、乙、丙、丁四种液体，它们分别为Fe(OH)3胶体、硅酸胶体、As2S3胶体、NaOH溶液。现将有关实验现象记录如下：（1）电泳：甲液体阳极周围的颜色变浅，阴极周围的颜色变深；（2）将一束光通过乙液体，无丁达尔现象；（3）将乙逐滴加入到丙液体中，先出现凝聚，后变澄清；则甲为_；乙为_；丙为_；丁为_。15. 盐碱地里有大量的电解质，其土壤保肥能力（与吸附离子有关）差。试解释其原因。_ 16. 对于混合物的分离或提纯，常采用的方法有：过滤、蒸发、蒸馏、萃取、渗析、加热分解等。下列各组混合物的分离或提纯应采用什么方法？ （1）实验室中的石灰水久置，液面上常悬浮有CaCO3微粒，可用_的方法除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3微粒； （2）实验室中制取的Fe(OH)3胶体中常常含有杂质Cl离子，可用_的方法除去Fe(OH)3胶体中混有杂质的Cl离子； （3）除去乙醇中溶解的微量食盐可采用_的方法； （4）粗盐中含有不溶性的泥沙. 可溶性的氯化钙. 氯化镁及一些硫酸盐，对粗盐中的这些杂质可采用_和_的方法除去； （5）除去氧化钙中的碳酸钙可用_的方法。参考答案一、选择题1. B 2. A3. C4. C5. B6. AD7. D8. C9. C10. C二、填空题11. （1）出现白色沉淀 （2）无明显变化 （3）Cl能透过半透膜，淀粉胶体不能透过半透膜12. 红褐 Fe(OH)3胶体 FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+ 3HCl （1）逐渐变深 Fe(OH)3胶粒带正电荷 胶体的电泳 （2）形成红褐色沉淀 硫酸铵电离出的SO42和 Fe(OH)3胶粒所带正电荷，使微粒变大，以沉淀形式析出 （3）先出现红褐色沉淀，后沉淀消失 H2SO4电离出的SO42使Fe(OH)3胶体发生聚沉，H+使Fe(OH)3沉淀溶解（4）渗析13. 胶体中加电解质时，胶体发生聚沉，因此产生红褐色沉淀；当H2SO4过量时，会与Fe(OH)3发生反应，沉淀又溶解了。2Fe(OH)33H2SO4Fe2(SO4)36H2O14. 氢氧化铁胶体； 氢氧化钠溶液； 硅酸溶胶； As2S3胶体15. 电解质会中和土壤胶粒吸附的电荷，使肥料易随水流去或渗入地下。16. （1）过滤 （2）渗析 （3）蒸馏 （4）过滤、蒸发 （5）加热分解