1、第一章 物质及其变化 课标要求:课标要求: (1)能根据物质的组成和性质对物质进行分类,感受分类方法对化学学科研究和化学学习的 重要作用; (2)知道胶体是一种常见的分散系,了解丁达尔效应; (3)了解电解质的概念,知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离; (4)根据实验事实认识离子反应用及其发生的条件; (5)通过实验事实了解氧化还原反应的本质是电子转移,能举例说明生产、生活中常见的氧 化还原反应; (6)能正确认识氧化还原反应的价值。 第一节 物质的分类及转化 教学目标教学目标: 1.能根据物质的组成和性质对物质进行分类 2.通过查阅资料等手段,浓度按不同的方法对物质进行分类 3.感悟分类法是一
2、种行之有效、简单易行的科学方法 4.知道胶体是一种常见的分散系 5.认识丁达尔效应 6.逐步探究胶体与浊液、溶液的区别 7.发展学生的学习兴趣,乐于探究物质变化的奥秘,感受化学世界的奇妙 教学重点、难点教学重点、难点 重点:重点:1.常见化学物质的分类方法;2.胶体及其主要性质 难点:难点:1.常见化学物质的分类方法;2.丁达尔效应 教学方法与过程: 第一节 物质的分类 一、物质的分类 1根据物质的组成和性质分类 (1)同一种可以组成不同的单质,由同一种元素组成的不同单质之间互称为同素异形体;不 同元素可以组成化合物,100 多种元素可以能成种类繁多的物质。我们可以采用树状分类法和 交叉分类法
3、来认识和研究物质的组成、性质、用途、制备等。 (2)树状分类法和交叉分类法 A.树状分类法 对同类事物按某种标准再进行分类的方法叫树状分类法, 根据物质的组成可以采用树状分 类法对物质进行分类如下: B.交叉分类法 对同一种物质按不同的标准分类的方法叫交叉分类法,从不同的标准对同一物质进行分类, 可以采用交叉分类法对物质进行分类。 (3)根据物质的性质也可以对物质进行分类 根据氧化物质的性质可对氧化物进行分类,能与酸反应生成盐和水的氧化物叫碱性氧化 物,如 CaO;能与碱反应生成盐和水的氧化物叫酸性氧化物,如 CO2;既能与酸反应生成盐和 水又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物,如 Al
4、2O3;既不能与酸反应生成盐和水又 不能与碱反应生成盐和水的氧化物叫不成盐氧化物,如 NO、CO; 大多数非金属氧化物是酸性氧化物,大多数金属氧化物是碱性氧化物。 实践与探究选择熟悉的物质,制作一张交叉分类图。 提示:氧化物、酸、碱、盐等还可以按照不同的标准进一步进行分类,化合物也可以分为无机 化合物和有机化合物等。 2分散系及其分类 (1)分散系:一种(或多种物质)分散到另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散 系。被分散的物质称作分散质,容纳分散质的物质称作分散剂。 (2)根据分散质粒子的直径大小对分散系进行分类,分散质粒子直径小于 1nm 的分散系是溶 液;分散质粒子直径大于 100
5、nm 的分散系是悬浊液或乳浊液;分散质粒子直径在 1nm100nm 的分散系是胶体。 (3)胶体按照分散剂所处的状态(气态、液态、固态)不同,可分为气溶胶、液溶胶和固溶 胶; 分散剂是气体的叫气溶胶,如烟、云、雾;分散剂是液体的叫液溶胶,如 Fe(OH)3胶体; 分散剂是固体的叫固溶胶,如有色玻璃。 (4)透明的液溶胶与溶液从外观上没有区别,可以利用丁达尔效应进行区分。 实验与探究 1取 2 个 100mL 小烧杯,分别加入 40 mL 蒸馏水、40 mL CuSO4溶液和 25 mL 泥水。将烧 杯中的蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入 56 滴 FeCl3饱和溶液。继续煮沸至溶液呈红褐 色
6、,停止加热。观察制得的 Fe(0H)3胶体,并与 CuSO4溶液比较。 2将盛有 CuSO4溶液和 Fe(0H)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯 中的液体,在于光束垂直的方向进行观察,并记录实验现象。 注:Fe(OH)3胶体的制备注意要点 (1)实验操作中,必须选用氯化铁饱和溶液而不能用氯化铁稀溶液。原因是若氯化铁溶液浓度 过低,不利于氢氧化铁胶体的形成。 (2)向沸水中滴加 FeCl3饱和溶液,而不是直接加热 FeCl3饱和溶液,否则会因溶液浓度过大直 接生成 Fe(OH)3沉淀而无法得到 Fe(OH)3胶体。 (3)实验中必须用蒸馏水,而不能用自来水。原因是自来水中含
7、电解质、杂质较多,易使制备 的胶体发生聚沉。 (4)往沸水中滴加氯化铁饱和溶液后,可稍微加热煮沸,但不宜长时间加热。原因是长时间加 热将导致氢氧化铁胶体聚沉。 (5)要边加热边摇动烧杯, 但不能用玻璃棒搅拌, 否则会使 Fe(OH)3胶粒碰撞成大颗粒形成沉淀。 归纳与整理 1当光束通过 Fe(0H)3胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。而光束通过 CuSO4溶液时,则 看不到此现象。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来的方向而分散传 播)形成的,叫做丁达尔效应。利用丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。 注:丁达尔效应是由于胶粒对可见光的散射而产生的,是一种物理现象
8、; 丁达尔效应是胶体特有的性质,可用来鉴别胶体与溶液; 液溶胶、气溶胶能发生丁达尔效应,大多数固溶胶无此性质; 丁达尔效应证明了胶粒的大小范围。 2三种分散系的比较 分散系 溶液 胶体 浊液 外观 均一、透明、 稳定 多数均一、透明、 介稳性 不均一、 不透明、 不稳定 分 散 质 粒 子 直径 1nm 1nm100nm 100nm 组成 单个分子或 离子 分子集合体或有 机高分子 许多分子集合体 能否透 过滤纸 能 能 不能 典型实例 食盐水、碘酒 食盐酒精溶液、 淀 粉溶液 泥水 3.胶体的性质 (1)有丁达尔效应 (2)胶体的分散质能通过滤纸空隙 (3)介稳性 二、物质的转化 1.酸、碱
9、、盐的性质 同类物质的性质具有相似的性质,酸、碱、盐都各自有自己的化学通性。 (1)酸:酸溶液中都含有 H+ 酸与活泼金属单质反应,生成盐和氢气: Fe+2HCl=FeCl2+H2 酸与金属化合物反应,生成盐和水: Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 酸与碱反应:HCl+NaOH=NaCl+H2O 酸与盐反应:HCl+AgNO3=AgCl+HNO3 (2)碱:碱溶液中都含有 OH- 碱与非金属氧化物反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 碱与酸反应:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 碱与盐反应:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4 (3)盐:同类
10、盐含有相同的酸根离子 盐与某些金属单质反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 盐与酸反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl 盐与碱反应:CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaCl 2、反应类型 根据反应物和生成物的类别和种类可分为化合反应、分解反应、置换反应和 复分解反应,金属与酸的反应一般属于置换反应,酸与碱、盐与酸、盐与碱、盐与盐的反应一 般属于复分解反应。 3、物质间的转化 (1)物质间的转化:金属单质、非金属单质、氧化物、酸、碱、盐之间有如下转化关系: 我们总结出如下两条转化路线: 金属单质碱性氧化物碱盐 非金属单质酸性氧化物酸盐 (2)物质间转化的应用 1)物质
11、的制备:从上述转化关系我们可以找到制备某种物质的可能方法。 酸的制备:酸性氧化物与水反应、盐与另一种酸反应 碱的制备:碱性氧化物与水反应、盐与另一种碱反应 盐的制备:金属单质与非金属单质反应、酸性氧化物与碱性氧化物反应、盐与盐反应、酸与 盐反应、碱与盐反应 2)工业上物质的制备方法选择因素:要从反应的可能性、原料来源、成本高低、设备要求等 方面来选择物质制备的适宜方法。 补充练习: 1由同一种元素所构成的不同单质被称为同素异形体,下列哪组物质不属于同素异形体的是 ( ) A钢和铁 B金刚石和石墨 C红磷和白磷 D氧气和臭氧 答案 A 解析:由同一种元素所构成的不同单质被称为同素异形体,据此判断
12、。A钢和铁都是铁和碳 的合金,是混合物,不是单质,不能互为同素异形体,A 正确; B金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同物质,都是单质,互为同素异形体,B 错误;C红 磷和白磷都是由磷元素形成的不同物质,都是单质,互为同素异形体,C 错误;D氧气与臭 氧都是由氧元素形成的不同物质,都是单质,互为同素异形体,D 错误。答案选 A。 2从对化合物的分类方法出发,指出下列各组物质中与其他类型不同的一种物质是 (1)Na2O CaO SO2 CuO _ (2)NaCl KCl NaClO3 CaCl2 _ (3)HClO3 KClO3 HCl NaClO3 _ (4)NaHCO3 Ca(HCO3)2 N
13、H4HCO3 K2CO3 _ 答案:(1)SO2 (2)NaClO3 (3)HCl (4)K2CO3 解析:仔细分析各物质在元素组成、化合价规律、酸、碱、盐、氧化物分类方法等找出答案。 (1)SO2是非金属氧化物,其他三种为金属氧化物;(2)NaClO3是氯的含氧酸盐,其他三种是金 属氯化物(或从氯元素的价态上找);(3)从氯元素的价态上分析,HCl 中 Cl 为1 价,其他为 5 价;(4)前三者为酸式碳酸盐,K2CO3为正盐。 3根据物质分类的方法,请对“混合物”从几个角度进行分类。举例说明。 答案:(1)以混合物呈现的聚集状态为标准 (2)以混合物中分散质的大小为标准 (3)以混合物的组
14、成成分为标准 4利用交叉分类法,请你说出 Na2SO4可能属于的类型名称是_。 答案:纯净物、化合物、盐、钠盐、硫酸盐、正盐或含氧酸盐。 解析:(1)从其分子组成上分类,只由一种分子组成,是纯净物;(2)从元素组成上分类,由三 种元素组成的,是化合物;(3)从化合物组成上分类,属于盐;(4)从阳离子组成上分类,属于 钠盐;(5)从阴离子组成上分类,属于硫酸盐、正盐或含氧酸盐。 5下列说法正确的是( ) A.丁达尔效应不是胶体特有的现象,溶液与浊液也有 B胶体与其他分散系的本质区别是有丁达尔效应,而其他分散系没有 C胶体粒子的直径小于 1 nm D.丁达尔效应可用于鉴别胶体和溶液 答案:D 解析
15、: 胶体与其他分散系的本质区别是胶体粒子的直径在 1100 nm 之间;丁达尔效应是胶体 特有的现象,故选 D 6纳米材料是粒子直径为 1100 nm 的材料,其研究成果已应用于医学、化工、军事等领域。 纳米碳就是其中的一种,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,下列有关形成的物质的判断正确 的是( ) 是溶液 是胶体 能产生丁达尔效应 能透过滤纸 不能透过滤纸 静置后会 析出黑色沉淀 A. B C D. 答案:C 解析:纳米碳的粒子直径在 1100 nm。将其分散到蒸馏水中形成的分散系属于胶体,能产生 丁达尔效应;胶体的粒子不能透过半透膜,但能透过滤纸;胶体是一种“介稳体系”,虽然不如 溶液稳定,
16、但比浊液稳定,放置较长时间不会聚沉而析出沉淀。 7 现有下列十种物质: H2O、 空气、 Mg、 H2SO4、 CaO、 CuSO4、 碘酒、 Ca(OH)2、 酒精、NaHCO3。其中属于混合物的是_(填序号,下同);属于氧化物的 是_;属于酸的是_;属于碱的是_;属于盐的是 _。 答案: 。 解析: 由两种或两种以上物质组成的是混合物, 属于混合物的是空气、 碘酒; 由两种元素组成, 其中一种是氧元素的化合物是氧化物,属于氧化物的是 H2O、CaO;电离出的阳离子全部是氢 离子的化合物是酸,属于酸的是 H2SO4;电离出的阴离子全部是氢氧根的化合物是碱,属于碱 的是 Ca(OH)2;由金属
17、阳离子或铵根离子与酸根离子组成的化合物是盐,属于盐的是 CuSO4、 NaHCO3。 8胆矾(CuSO4 5H2O)是一种蓝色晶体,用它进行以下几个实验:取少量胆矾晶体,用研 钵研碎后,放入硬质玻璃管中,加热,可以看到固体颜色逐渐变成白色,同时试管口有水珠生 成;冷却后,取试管内白色粉末少许,用蒸馏水溶解后得到蓝色溶液,将此溶液分置于两支 试管中;向第一支试管中滴入 NaOH 溶液后,可观察到有蓝色沉淀生成;将一枚洁净的铁 钉放入第二支试管中,过一会,取出铁钉,观察到铁钉表面附着一层红色物质。用化学方程式 表示上述变化,并指出所发生的反应的类型。 加热胆矾晶体: ,( ); 生成蓝色沉淀: ,
18、( ); 生成红色物质: ,( )。 答案:CuSO4 5H2O CuSO45H2O 分解反应 CuSO42NaOHCu(OH)2Na2SO4 复分解反应 CuSO4FeCuFeSO4 置换反应 解析:CuSO4 5H2O)是一种蓝色晶体,CuSO4而是一种白色固体,所以加热胆矾晶体的化 学反应方程式为 CuSO4 5H2O CuSO45H2O ,该反应属于分解反应;滴入 NaOH 溶 液后,可观察到有蓝色沉淀生成,该蓝色沉淀为 Cu(OH)2,其形成的化学方程式为 CuSO4 2NaOHCu(OH)2Na2SO4 ,该反应属于 复分解反应;铜离子可以被铁置换出来,所以 生成红色物质的化学反应方程式为 CuSO4FeCuFeSO4 ,该反应属于置换反应。