第二章化学物质及其变化.docx
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第二章化学物质及其变化
第二章化学物质及其变化
第一节物质的分类
要点精讲
一、简单分类法及其应用
1．物质分类的方法
（1）纯净物与混合物的区别
纯净物
混合物
有固定的组成和结构
有一定的熔、沸点
保持一种物质的性质
无固定组成和结构
无一定的熔、沸点
保持原有物质各自的化学性质
（2）物质分类的多种角度
…………
2．单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系
二、分散系及其分类
1．分散系、
（1）定义：
一种（或几种）物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。
（2）组成：
分散质——被分散成微粒的物质
分散剂——微粒分散在其中的物质
（3）分类：
分散系
溶液
胶体
悬（乳）浊液
分散系粒子的直径
<1nm
1nm～100nm
>100nm
分散质粒子的组成
小分子或离子
大分子或分子集合体
许多分子的集合体
外观
均一、透明
大多均一、透明
不均一、不透明
实例
食盐水、糖水
淀粉胶体、Fe（OH）3胶体
泥水
2．胶体
（1）胶体的本质特征：
分散质微粒的直径在1nm～100nm之间。
胶体是以分散质粒子大小为特征的，它只是物质的一种存在形式，如NaCl溶于水形成溶液，如果分散在酒精中可形成胶体。
可见，同种分散质在不同的分散剂中可以得到不同的分散系。
（2）胶体的性质
现象
定义
解释
应用
丁达尔现象
光束通过胶体时，形成光亮的通路的现象
胶体分散质的粒子比溶液中溶质的微粒大，使光波发生散射
区别溶液和胶体
布朗运动
在超显微镜下可观察到胶体粒子在做不停的、无秩序的运动，叫做布朗运动
水分子从各个方向撞击胶体粒子，而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不相同的
——
电泳现象
在外加电场的作用下，胶体粒子在分散剂里向电极做定向移动的现象
胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子而带电荷
分离蛋白质、氨基酸；血清电泳用于诊断疾病；电泳电镀
聚沉
中和胶体粒子所带的电荷，使胶体粒子聚集长大，形成颗粒较大的沉淀从分散剂里析出的过程
胶体粒子带电，加电解质或带相反电荷的胶体，中和了胶体粒子所带的电荷，从而使分散质聚集成较大的微粒，在重力作用下沉淀析出
制豆腐、果冻等
（3）胶体的分类
类型
分散剂状态
实例
固溶胶
固态
有色玻璃、烟水晶
液溶胶
液态
淀粉溶液、Fe（OH）3胶体
气溶胶
气态
烟、云、雾
（4）净化胶体的方法——渗析法
将胶体放入半透膜袋里，再将此袋放入水中，胶粒不能透过半透膜，而分子、离子可以透过半透膜，从而使杂质分子或离子进入水中而除去。
分散系
溶液
胶体
悬（乳）浊液
能否透过滤纸
能
能
一般不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
（5）胶体的应用：
土壤的保肥作用、制豆腐的化学原理、江河入海口处形成三角洲、明矾净水等。
注意：
（1）胶体中的分散质——可以是单个分子或离子或分子集合体例如：
Fe（OH）3胶体中胶粒是有许多个Fe（OH）3聚集而成；淀粉胶体胶粒就是一个淀粉分子。
（2）胶体稳定存在的原因及胶体的聚沉：
①胶体粒子具有相对较大的表面积，能吸附离子而带电荷，所以胶体粒子带电。
同种胶体粒子带同种电荷，互相排斥而稳定存在。
②一般说来，金属的氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷；非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体的胶体粒子带负电荷。
③加热，加电解质或带相反电荷的胶体，可使胶体发生聚沉。
与胶粒所带电荷相反的离子所带的电荷越多，越易使胶体聚沉。
（3）胶体聚沉后一般情况下都生成沉淀，但有些胶体聚沉后，胶体粒子和分散剂凝聚在一起，成为不流动的冻状物，这类物质叫凝胶。
常见的重要的凝胶：
①豆腐——重要的植物蛋白质；②硅胶——硅酸胶体聚沉，在空气中失水成为含水4%的SiO2其表面积大，因而吸附性强，常用做干燥剂、吸附剂及催化剂载体。
（4）是否所有胶体都能发生电泳现象？
电泳现象是由于胶体能带有电荷，在外加电场作用下能向阳极或阴极移动。
而有些胶体如淀粉溶液，胶粒为中性分子，无电泳现象。
（5）蔗糖溶于水形成的分散系是溶液，为什么生物课的渗透实验中，蔗糖分子却不能通过半透膜？
不同的半透膜，如羊皮纸、动物膀胱膜、玻璃等，其细孔的直径是不同的，也就是说，不同的半透膜，其通透性是不一样的。
显然，笼统地讲半透膜能使离子或分子通过，而不能使胶体微粒通过是不恰当的。
同时也应将胶体的渗析与生物体的渗透加以区别。
典型题解析
一、简单分类法及其应用
例1．化学是一门在分子、原子或离子层次上研究物质的组成、结构、性质、相互变化及其变化过程中能量关系的科学。
请思考如下问题：
（1）原子是构成物质的最小粒子吗？
试列举出两种由原子直接构成的物质实例。
（2）举例说明分子在不断运动、分子间有间隔。
（3）“离子”和“粒子”的涵义有什么本质区别？
【分析】
（1）原子是化学变化中的最小微粒，但原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，其中原子核还可以再分为质子和中子等。
（2）见“参考答案”。
（3）离子是指带电的原子或原子团，而粒子是指一些特定微粒及其集合体，如原子、分子、离子、质子、中子、胶粒等都属于粒子范畴。
【答案】
（1）不是；如Ne等稀有气体（属于单原子分子，不构成原子晶体），金刚石等原子晶体。
（2）如溶解过程中分子的扩散，汽油的挥发等均说明分子的运动性质；物体的热胀冷缩现象，可说明物质分子间有间隔。
例2．物理变化和化学变化是物质的两种重要的运动形式，物质和运动是世界上一切物质所具有的基本属性，正如恩格斯所说：
“运动是物质的存在形式，无论何时何地都没有也不可能有没有运动的物质。
”从化学范畴上讲，物理变化和化学变化的本质区别在于变化中是否有新物质生成，你是如何理解“新物质”的呢？
化学变化遵循质量守恒定律，如何从物质的组成和结构这一角度来认识这一规律呢？
化学变化的本质是什么？
怎样理解“化学变化中一般伴有物理变化”？
【分析】
（1）原子是化学变化中的最小微粒，化学反应中生成的“新物质”也仅是“旧原子”的重新组合，而核聚变及核裂变中产生的新元素，虽然也应是新物质，但由于原子在反应前后已发生变化，故已不属于化学意义上的化学变化。
（2）化学反应过程中“断旧键，成新键”的特点，决定了化学变化仅是原子或原子团之间的分分合合，原子的守恒导致了其质量的守恒。
（3）化学变化的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成过程，即原子的重新组合过程。
（4）由于化学变化常伴有能量的变化，而这些能量变化会导致发光发热等物理现象的伴生，且反应物与生成物在颜色、状态、气味等物理性质方面也不尽相同，故化学过程常伴有物理变化。
【答案】略
例3．下列物质属于纯净物的是（）
A.液氯B.漂白粉C.盐酸D.碘酒
【分析】A项液氯是氯气的液态，其中只含有氯气分子，是纯净物；B项漂白粉是CaCl2和Ca（ClO）2的混合物；C项盐酸是氯化氢气体的水溶液，属混合物；D项碘酒是碘的酒精溶液，属混合物。
【答案】A
例4．同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸带，上面写着“干燥剂”，其主要成分是生石灰（CaO）。
（1）生石灰属于哪种类别的物质？
（2）生石灰可做干燥剂的理由是（用化学方程式表示）______________________________。
（3）生石灰还可以跟哪些类别的物质发生化学反应？
列举两例，并写出化学方程式。
（4）小纸带中的物质能否长期持续地做干燥剂？
为什么？
（5）在你所认识的化学物质中，还有哪些可以用作干燥剂？
举出一例。
【分析】本题以食品包装袋中的“干燥剂”为背景，探讨了物质的分类、组成、变化等问题。
第
（1）问中关于生石灰的类别，答案并不是唯一的，从不同角度可以得到不同答案，如化合物、金属氧化物、碱性氧化物、离子化合物等；第
（2）问需要审清题意，生石灰吸水并能和水反应；第（3）问中：
生石灰能和酸、酸性氧化物（CO2）、水等物质发生化学反应；第（4）问，由于生石灰吸水并能与水反应生成氢氧化钙，若不再有生石灰，则不再具有干燥作用；第（5）问，围绕能“干燥”这一性质展开思维发散，回忆并归类整理常见的干燥剂。
【答案】
（1）化合物、金属氧化物、碱性氧化物等；
（2）CaO+H2O==Ca（OH）2；
（3）与酸的反应：
CaO+2HCl==CaCl2+H2O
与酸性氧化物反应：
CaO+CO2==CaCO3
（4）不能，因为生石灰全部变为Ca（OH）2后，小纸带中的物质就不能持续起到干燥作用。
（5）酸：
浓硫酸；氯化物：
CaCl2；氧化物：
P2O5；混合物：
碱石灰（CaO和NaOH的混熔物）
二、分散系及其分类
例5．胶体分散系，由于其胶粒大小（直径）在1nm～100nm之间，致使它具有一些十分特殊的性质。
你能用胶体知识解释下列事实吗？
①江河入海口处沙洲的形成②墨水不能与其他品种墨水混用③冶金工业电泳除尘④卤水点豆腐⑤明矾（或FeCl3）净水⑥土壤的保肥性⑦工业制皂的盐析。
【分析】①河水夹杂着许多泥沙胶体，当与海水相遇时，海水中的某些电解质离子，会中和泥沙胶体的胶粒带电（负电荷），使泥沙胶体粒子聚集成颗粒较大的沉淀而发生聚沉，天长日久则形成沙洲。
②墨水属于胶体，不同品种的墨水其胶粒带电荷种类可能不同，若混用则会因胶体聚沉而“糊笔”（书写不流畅）。
③粉尘胶粒带有电荷，在外加电场中可定向移动到某一极，从而达到除尘的目的。
④豆浆属于蛋白胶体，卤水（含有MgCl2）中的Mg2+可中和胶粒带电（负电荷），从而使其聚沉为豆腐（一种凝胶）。
⑤明矾电离出的Al3+可水解成Al（OH）3胶体，其胶粒表面积扩大，吸附能力强，能吸附水中悬浮杂质而使其聚沉，从而达到净水的作用。
⑥土壤胶体的胶粒带电荷，可选择性吸附带异性电荷的肥效离子。
⑦油脂皂化生成的高级脂肪酸钠与水及甘油构成胶体，当向其中加入食盐细粒，搅拌，静置，则使高级脂肪酸钠从混合物中析出，浮在液面上，从而跟甘油、食盐水分离。
【答案】参见“分析”。
基础演练
一、简单分类法及其应用
1．人体中含量最多的金属元素是（）
饮用天然水理化指标
矿物元素测定结果
钙≥4.0mg/L
镁≥0.5mg/L
钾≥0.35mg/L
钠≥0.8mg/L
偏硅酸≥1.8mg/L
pH（25℃）7.1
A、铁B、钾C、钙D、钠
2．右图为农夫山泉矿泉水瓶上的部分说明文字，列出了该饮用天然水理化指标。
这里的钙、镁、钾、钠是指（）
A、原子B、分子C、单质D、元素
3．下列符号能同时表示一个原子、一种元素和一种物质的是（）
AO2BZnCNDCa2+
4．下列反应前后元素的化合价有改变的是
ACaO＋H2O＝Ca（OH）2BH2O＋CO2＝H2CO3
CCaCO3
CaO＋CO2D2CO＋O2
2CO2
5．油炸食物不宜多吃，因为食物长时间煎炸后所产生的微量的丙烯醛（化学式C3H4O）等有毒物质，会损害人体健康。
下列有关丙烯醛的说法不正确的是（）
A．由碳、氢、氧三种元素组成
B．碳、氢、氧元素的质量比是9:
1:
2
C．分子中原子个数比依次为3:
4:
1
D．在空气中完全燃烧的产物是二氧化碳和水
6．新华社5月23日报道，继通过食盐补碘在全国范围内基本实现消除碘缺乏病目标后，我国又将启动一项涉及千家万户营养健康问题的“补铁工程”。
卫生部已批准以酱油为食物载体，逐步开展补铁工程。
这里的碘、铁指的是（）
A．分子B．原子C．元素D．单质
7．自第十一届奥运会以来，开幕式都要举行隆重的火炬接力仪式。
火炬的可燃物是丁烷（化学式为C4H10），它燃烧时，火苗高且亮，即使在白天，二百米以外也能清晰可见。
下列关于丁烷的叙述不正确的是（）
A．丁烷由碳、氢两种元素组成
B．丁烷分子由碳原子和氢原子构成
C．丁烷中碳、氢元素的质量比是4：
10
D．丁烷由4个碳原子和10氢原子构成
8．地壳中最多的元素______，地壳中最多的金属元素______，空气中最多元素______，最轻气体元素______，最硬物质元素______，无中子的原子____，式量最小的氧化物________。
配料表：
氯化钠、食用碳酸钙、碘酸钾
净含量：
500g
成分表：
氯化钠≥88%
钙（以Ca计）（0.5-1.3）%
碘（以I计）（20-50）mg/kg
9．右图是某省生产的某种加钙食盐包装标签上的部分文字。
请仔细阅读后回答以下问题：
（1）包装标签上钙含量是指（填单质钙、碳酸钙、钙元素中的一种）。
（2）为了检验此盐中是否含有碳酸钙，在家庭厨房里可选用的物质是。
（3）为了测定此盐中的钙元素含量，取10g这种盐溶于水，加入足量盐酸，生成0.132g二氧化碳。
请计算此加钙食盐中钙元素的质量分数。
10．
（1）分别写出由氧在一定条件下生成下列物质的化学方程式（必须注明反应条件）。
①Na2O2；
②Na2O。
（2）请指出氧在下列各物质中的化合价。
O3；Na2O2；Na2O。
（3）KO2能吸收CO2生成K2CO3和O2，故可用作特殊情况下的氧气源，试写出该反应的化学方程式。
纯牛奶
配料：
鲜牛奶
保质期：
8个月
净含量：
250mL/盒
营养成分：
（每100mL）
钙≥0.11g
脂肪≥3.3g
蛋白质≥2.9g
11．人体中的钙元素主要存在于骨骼和牙齿中，以羟基磷酸钙晶体[Ca10（PO4）6（OH）2]形式存在，其相对分子质量为1004。
牛奶含钙丰富又易吸收，且牛奶中钙和磷比例合适，是健骨的理想食品。
右图是某乳业公司纯牛奶包装标签的部分文字。
请仔细阅读后回答下列问题：
⑴包装标签上脂肪≥3.3g，是指100mL牛奶中，含脂肪的质量至少为3.3g。
那么一盒牛奶至少含钙多少克？
（保留到0.01g）。
⑵求羟基磷酸钙中钙元素的质量分数（保留为0.1%）。
⑶若人体每天至少需要0.6g钙，且这些钙有90%来自牛奶，则一个人每天至少要喝多少盒牛奶？
12．钠元素在人体内可起到调节体液平衡、维持肌肉正常兴奋和细胞的通透性等作用。
若缺乏，将导致肌肉痉挛、头痛等；若过量，将导致水肿、高血压、贫血等。
假设钠元素全部来源于食盐（NaCl）。
（1）每位成人每天正常摄入食盐的质量约为5g，试计算每人每天摄入的钠元素的质量。
（2）某病人因为食盐的摄入量不够，需静脉输入一定量的生理盐水（NaCl的质量分数为0.9%，密度约为1g/mL）来补充食盐。
医生给他确定每天应补充NaCl约2.7g，问每天需输入生理盐水多少毫升？
（3）某卫生部门对市面上一批生理盐水进行质量分析，取这种生理盐水250mL，加入足量的AgNO3溶液，充分反应最终得到14.35g沉淀，试通过计算判断这批生理盐水是否符合医用标准。
（提示：
化学反应方程式为NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓）
注意：
1、假设生理盐水除NaCl外不含与AgNO3溶液反应的其他物质；2、生理盐水的体积近似等于其中溶剂的体积；3、水的密度设为1g/mL；4、计算结果保留一位小数。
二、分散系及其分类
1．下列家庭小实验不能制得溶液的是（）
2．科学家在2000年8月10日出版的英国《自然》杂志上报告说，他们用DNA制造出一种臂长只有7nm的纳米级镊子，这种镊子能钳起分子或原子，并对它们随意组合．下列分散系中分散质的微粒直径与纳米粒子具有相同数量级的是（）
A．溶液B．胶体C.悬浊液D．乳浊液
3．“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，1纳米（nm）=10-9m，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中，“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料，如将“纳米材料”分散到液体分散系中，所得混合物可能具有的性质是（）
A.能全部透过半透膜B.有丁达尔效应
C.所得溶液可能呈胶状D.所得分散系一定是浊液
4．浊液区别于其他分散系最本质的特征是（）
A.外观混浊不清B.分散质粒子不能透过半透膜
C.不稳定D.分散质粒子直径大于100nm
5.氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是（）
A.胶粒直径小于1nmB.胶粒作布朗运动
C.胶粒带正电荷D.胶粒不能通过半透膜
6．下列不存在丁达尔效应的分散系是①有尘埃的空气、②溴水、③蒸馏水、④沸水中加几滴FeCl3浓溶液、⑤淀粉溶液（）
A.②B.②③⑤C.②③D.①②③⑤
7．下列物质分离的方法中，根据粒子的大小进行分离的是（）
A、结晶B、过滤C、蒸馏D、渗析
8．不能用有关胶体的观点解释的现象是（）
A.在江河入海处易形成三角洲
B.0.01mol/LAgNO3溶液中滴入同浓度NaI溶液，看不到黄色沉淀
C.在NaF溶液中滴入AgNO3溶液看不到沉淀
D.同一钢笔同时使用不同牌号的墨水易发生堵塞
9．下列各组混合物的分离和提纯的方法正确的是（）
A.用过滤的方法分离Fe（OH）3胶体和FeCl3溶液的混合物
B.用重结晶的方法分离NaCl和KNO3的混合物
C.用加热的方法分离Na2CO3和NaHCO3的混合物
D.用盐析的方法分离淀粉和NaCl的混合液
10．能证明胶体微粒比溶液中电解质微粒大的操作是（）．
A．丁达尔现象B．布朗运动
C．渗析 D．电泳现象
11．将某溶液逐滴加入Fe（OH）3溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，则该溶液是（ ）
A、2mol/L的H2SO4溶液 B、2mol/L的NaOH溶液
C、2mol/L的MgSO4溶液 D、硅酸溶胶
12．电泳实验发现，硫化砷胶粒向阳极移动，下列不能使硫化砷胶体聚沉的措施是（）
A.加入Al2（SO4）3溶液B.加入硅酸胶体（其中胶粒带负电）
C.加热D.加入Fe（OH）3胶体
13．已知不同胶体胶粒所带的电性可能不同，如氧化铁胶粒与氢氧化铁胶粒所带的电性相同，而陶土胶粒与氢氧化铁胶粒所带的电性相反。
在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量问题。
解决方法之一是把这些陶土和水一起搅拌，使粒子直径在1nm~100nm之间，然后插入两根电极，接通直流电源，这是阳极聚集____________，阴极聚集_______________，理由是___________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
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：
甲液的阳极周围颜色变浅，阴极周围颜色变深；
（2）将一束光通过乙液体，无丁达尔现象；（3）将乙慢慢加入丙液中，先出现凝聚，后液体变清，则甲为 ，乙为 丙为 ，丁为 。
15．请利用胶体知识解释下列常识：
（1）为什么含有泥沙胶体颗粒的河水，跟海水相遇，容易沉积而形成沙洲（三角洲）？
（2）用盐水浸泡鸭蛋，可以制得咸蛋？
综合应用
1．下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装袋上的部分文字说明。
请根据此表，结合初中学过的化学知识，回答下列问题：
配料表
精制海盐、碘酸钾（KIO3）
含碘量
20~40mg/kg
储藏方法
密封避光、防潮
食用方法
烹调时待食品熟后加入碘盐
（1）碘酸钾属于哪类物质？
（填：
“纯净物”、“混合物”、“单质”、“氧化物”）。
（2）根据含碘盐的食用方法，可推测碘酸钾的化学性质：
碘酸钾在受热时。
（3）我国规定，食盐含碘量为每千克食盐含碘0.035克，相当于每千克食盐含碘酸钾____克。
2．将饱和氯化铁溶液滴入沸水时，液体变为______色，得到的是______________；反应方程式是_________________________________________。
用此分散系进行下列实验：
（1）将其装入U型管内，用石墨作电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色________________，这表明____________________________，这种现象称为_______。
（2）提纯此分散系常采用的方法叫________________。
3．
（1）向胶体中加入电解质能使胶体凝聚。
使一定量的胶体在一定时间内开始凝聚所需电解质的浓度（mmol·L-1），称作“聚沉值”，电解质的“聚沉值”越小，则表示其凝聚能力__________________（填“越小”、“越大”），实验证明，凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数，电荷数越大，凝聚能力越大，则向Fe（OH）3胶体中加入下列电解质时，其“聚沉值”最小的为_____________。
①NaCl②FeCl3③K2SO4④Na3PO4
（2）为了把粘土溶胶（粘土胶体微粒带负电荷）变成较洁净的水，加入等物质的量下列电解质时；哪种效果最明显？
____________为什么？
______________________________。
A、BaCl2B、Al2（SO4）3C、KClD、CuSO4
（3）某同学配制好两瓶Na2SO4溶液，一瓶为饱和溶液，另一瓶为0.1mol·L-1的非饱和溶液，还没来得及贴上标签就搞混乱了。
区别这两种溶液最简单的方法是______________
_____________________________________________________________________________。
4．古都南京的地铁建设已经破土动工。
考古兴趣小组为了研究从地铁建设工地出土的文物，对两件文物的表面物质A和B进行了如图所示的实验：
（1）请你根据上图实验现象推断下列物质的化学式：
B__________;C__________;D_________;E_________;F__________;G__________;J____________
（2）写出下列转换的化学方程式：
C→D___________________________________;
E→H+I__________________________________;
J+K→L__________________________________。
（3）在博物馆例很少见到由J制造的完好文物,原因是什么?
________________________________________________________________________。
第二节离子反应
要点精讲
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
1．电离、电离方程式
（1）电离：
酸、碱、盐等溶于水或受热熔化时，离解成能够自由移动的离子的过程。
（2）电离方程式：
表示电解质电离的化学方程式。
2．电解质与非电解质的区别
电解质
非电解质
定义
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物
化合
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