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物质的分类
第一节 物质的分类及转化
第1课时 物质的分类
[核心素养发展目标] 1.能从元素组成（宏观）和构成微粒（微观）的角度认识物质，根据物质的组成和性质对物质进行分类，培养宏观辨识与微观探析的意识和能力。
2.熟知溶液、浊液、胶体三种分散系的本质区别。
认识胶体是一种常见的分散系。
了解胶体的性质及其应用，会鉴别胶体和溶液。
一、根据物质的组成和性质分类
1．物质的元素组成
根据元素组成对物质进行分类是化学研究的基础。
（1）金刚石、石墨和C60都是由碳元素形成的单质，是碳元素的同素异形体。
氧元素也有两种同素异形体，它们分别是氧气（O2）和臭氧（O3）。
（2）碳和氧两种元素可形成两种化合物，其化学式分别是CO、CO2；氢和氧两种元素形成的化合物的化学式分别是H2O和H2O2；H、C、O三种元素能形成多种化合物，举例写出两种物质的化学式：
H2CO3、CH3CH2OH（酒精）。
2．物质分类的常用方法
分类有一定的标准，根据不同的标准，人们对研究对象进行不同的分类。
（1）树状分类
对同类事物按照某些属性进行再分类的分类方法。
即对同类事物进行再分类。
根据物质的组成可对物质进行如下分类
指出上图中序号所示物质的分类依据：
①按是否由同种物质组成；
②按是否由同种元素组成；
③按组成物质的元素种类；
④按是否含有碳元素（一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外）；
⑤按物质的组成与性质。
（2）交叉分类
从不同的角度（即分类标准）对物质进行分类，同一种物质可能属于不同的物质类别，如碳酸钠：
分类标准
所属类别
组成的阳离子
钠盐
组成的阴离子
碳酸盐
溶解性
可溶性盐
3.氧化物的分类
（1）树状分类法各级之间存在包含关系，如氧化物属于化合物，化合物属于纯净物（ ）
（2）CuSO4·5H2O属于混合物（ ）
（3）只有一种元素组成的物质一定是纯净物（ ）
（4）非金属氧化物一定是酸性氧化物（ ）
（5）金属氧化物一定是碱性氧化物（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）×
1．将不同的物质与它所属的类别进行连线。
答案
2．碳元素的物质类别如下表所示，请指出各物质的常见类别及碳元素的化合价：
碳元素化合价
＋4
—
—
CO2
H2CO3
Na2CO3
NaHCO3
＋2
—
—
CO
—
—
—
0
—
C60
—
—
—
—
－4
CH4
—
—
—
—
—
物质类别
氢化物
单质
氧化物
酸
碳酸盐
酸式碳酸盐
氧化物分类中的“n个”不一定
（1）碱性氧化物都是金属氧化物，但金属氧化物不一定都是碱性氧化物，如Mn2O7为酸性氧化物。
（2）非金属氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO、H2O等。
（3）酸性氧化物也不一定都是非金属氧化物，如Mn2O7等。
二、分散系及其分类
1．分散系的概念与组成
（1）概念：
把一种（或多种）物质以粒子形式分散到另一种（或多种）物质中所形成的混合物。
（2）组成：
分散系中被分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂。
2．分散系的分类及其依据
按照分散质粒子的直径大小分类
3．胶体
（1）胶体的分类
根据分散剂的状态分类
（2）氢氧化铁胶体的制备
①实验操作：
在小烧杯中加入40mL蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体。
②实验现象
得到均一、透明的红褐色液体。
③反应的化学方程式：
FeCl3＋3H2O
Fe（OH）3（胶体）＋3HCl。
（3）胶体的性质——丁达尔效应
①实验探究
操作
在与光束垂直的方向观察现象
原因分析
一条光亮的“通路”
胶粒的直径为1～100nm，能对光线散射
无明显现象
溶液中粒子的直径小于1nm，散射极其微弱
②应用：
区分胶体和溶液。
4．溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子种类
分子、离子
大量分子聚集体或大分子
大量粒子聚集体
分散质粒子直径
小于1nm
介于1～100nm
大于100nm
外部特征
均一、透明、稳定
较均一、透明、较稳定
不均一、不透明、不稳定，久置沉淀（或分层）
能否透过滤纸
能
能
不能
鉴别方法
胶体（或溶液）和浊液通过静置鉴别；胶体和溶液可通过丁达尔效应鉴别
（1）所有分散系均属于混合物（ ）
（2）直径介于1～100nm之间的粒子称为胶体（ ）
（3）溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小（ ）
（4）根据丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体、浊液（ ）
（5）将稀FeCl3溶液滴加到沸水中即可得到Fe（OH）3胶体（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）√ （4）× （5）×
1．朱自清在《荷塘月色》中写道：
“薄薄的青雾浮起在荷塘里……月光是隔了树照过来的，高处丛生的灌木，落下参差的斑驳的黑影……”。
结合这段文字及所学的化学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．荷塘上方的薄雾是水蒸气
B．月光通过薄雾时产生了丁达尔效应
C．薄雾中的微粒直径大约是2.5pm
D．“大漠孤烟直”中的孤烟成分和这种薄雾的成分相同
答案 B
解析 荷塘上方的薄雾是空气中的小液滴，不是水蒸气，属于胶体，胶体粒子的直径为1～100nm，可以产生丁达尔效应，A、C项错误，B项正确；“大漠孤烟直”中的孤烟指的是固体小颗粒，与这种薄雾的成分不同，D项错误。
2．某课外活动小组进行氢氧化铁胶体的制备实验并检验其性质。
请回答下列问题：
（1）若将饱和氯化铁溶液分别滴入下列物质中，能形成胶体的是（填字母，下同）。
A．冷水B．沸水
C．氢氧化钠浓溶液D．氯化钠浓溶液
（2）甲、乙、丙三名同学进行氢氧化铁胶体的制备操作如下，其中正确的是。
A．甲同学取一小烧杯，加入40mL蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴氯化铁饱和溶液，继续煮沸至混合液呈红褐色，停止加热
B．乙同学直接加热饱和氯化铁溶液
C．丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，为了使反应进行充分，煮沸10分钟
（3）证明有氢氧化铁胶体生成的实验操作是。
答案
（1）B
（2）A
（3）用红色激光笔照射制得的液体，从侧面观察到一条光亮的“通路”，说明有氢氧化铁胶体生成
1.制备Fe（OH）3胶体时，不能搅拌，不能加热过度。
2．不能使用稀的FeCl3溶液、NaOH溶液及氨水等制备Fe（OH）3胶体。
3．每个Fe（OH）3胶体粒子都是许多Fe（OH）3分子组成的集合体。
4．丁达尔效应是光的散射现象，是区别胶体与溶液的一种常用物理方法，而不是胶体与溶液的本质区别。
1．采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。
根据某种共性，可将CO2、P2O5、SO2、SO3、Cl2O7归为一类，下列物质中，完全符合此共性而能归为此类物质的是（ ）
A．CaOB．CO
C．SiO2D．H2O
答案 C
解析 CO2、P2O5、SO2、SO3、Cl2O7都属于酸性氧化物，CaO属于碱性氧化物，CO和H2O既不属于酸性氧化物，也不属于碱性氧化物。
2．某校实验室将试剂分类后放在不同的试剂柜里，已存放的部分试剂如下：
试剂柜号
①
②
③
④
试剂
NaOH、Ca（OH）2
盐酸、硫酸
MnO2、CuO
NaCl、Na2SO4
该实验室新购进部分氧化钙和纯碱，应将它们分别放在（ ）
A．③和①B．④和①C．①和②D．③和④
答案 D
解析 根据表中信息可判断①中存放的是碱，②中存放的是酸，③中存放的是氧化物，④中存放的是盐。
氧化钙属于氧化物，应放在③中；纯碱是碳酸钠，属于盐，应放在④中。
3．下列叙述正确的是（ ）
A．胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
B．氯化铁溶液加入冷水中可以制得氢氧化铁胶体
C．胶体、分散系、混合物概念间的从属关系可用下图表示
D．“纳米级”氯化钠颗粒放入盛水的烧杯中，形成的分散系能产生丁达尔效应
答案 C
解析 胶体区别于其他分散系的本质特征为分散质粒子的直径大小，故A错；制备氢氧化铁胶体是将饱和氯化铁溶液加入沸水中，故B错；“纳米级”氯化钠颗粒放入盛水的烧杯中形成的是溶液，不产生丁达尔效应，故D错。
4．下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装上的部分文字说明。
配料表
精制海盐、碘酸钾（KIO3）
含碘量
20～40mg·kg－1
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
请根据此表，结合中学学过的化学知识，回答下列问题：
（1）根据物质分类中的树状分类法的有关知识，在①HIO3、②NaIO3、③KOH、④I2O5、⑤NaCl五种（填“混合物”“化合物”“盐”或“氧化物”）中，与碘酸钾（KIO3）属于同类物质的是（填序号）。
（2）推测碘酸钾（KIO3）的物理性质：
碘酸钾（填“能”或“不能”）溶于水；化学性质：
碘酸钾在受热时。
答案
（1）化合物 ②⑤
（2）能 易分解
解析
（1）五种物质均属于化合物。
碘酸钾属于盐，其中属于盐的有②和⑤。
（2）碘酸钾属于钾盐，能溶于水，根据“加碘盐”的食用方法“待食品熟后加入碘盐”可知碘酸钾受热易分解。
题组一 物质与组成元素
1．在我们的日常生活中出现了“加碘食盐”“增铁酱油”“高钙牛奶”“富硒茶叶”和“含氟牙膏”等商品。
这里的碘、铁、钙、硒、氟指的是（ ）
A．元素B．单质
C．分子D．离子
答案 A
解析 题给各物质中含有的碘、铁、钙、硒和氟都是指元素。
2．下列说法正确的是（ ）
A．纯净物一定由同种分子构成
B．同种分子构成的物质一定是纯净物
C．混合物肯定由两种以上元素组成
D．含有氧元素的化合物都是氧化物
答案 B
解析 纯净物不一定只由同种分子构成，也可由同种原子构成（如稀有气体、金刚石等），还可由离子构成（如氯化钠等）；混合物不一定由两种以上元素组成（如金刚石和石墨的混合物）；含氧元素的化合物不一定是氧化物（如碳酸钠等）。
题组二 物质的分类
3．物质的分类如图所示：
由图判断下列说法不正确的是（ ）
A．甲图所示的分类方法属于树状分类法
B．乙图所示的分类方法属于交叉分类法
C．碱性氧化物一定是金属氧化物
D．非金属氧化物一定是酸性氧化物
答案 D
解析 非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO、NO等。
4．硝酸钾是一种无氯氮钾复合肥，宜在种植水果、蔬菜、花卉时施用。
关于KNO3的说法中，不正确的是（ ）
A．从其阳离子看，属于钾盐
B．从其阴离子看，属于硝酸盐
C．它属于纯净物中的无机化合物
D．因为含有氧元素，故它属于氧化物
答案 D
解析 氧化物必须是只含有两种元素，且其中一种是氧元素。
5．只由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氢元素，这类化合物称为氢化物。
下列物质不属于氢化物的是（ ）
A．H2SO4B．HCl
C．NaHD．H2O
答案 A
题组三 分散系、胶体
6．（2020·淄博一中高一调研）春秋季节常出现大雾天气，对于这种现象下列说法正确的是（ ）
A．大雾是由于空气中的SO2超标造成的
B．大雾可看作是一种分散剂为水的分散系
C．大雾可看作是一种胶体
D．大雾是由于空气中的粉尘超标造成的
答案 C
解析 雾是由悬浮在大气中的微小液滴构成的气溶胶。
7．胶体区别于其他分散系的本质特征是（ ）
A．胶体的分散质能通过滤纸空隙，而浊液的分散质不能
B．产生丁达尔现象
C．分散质粒子直径在1～100nm
D．胶体在一定条件下能稳定存在
答案 C
解析 三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同，胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子直径在1～100nm。
8．当光束通过下列分散系：
①有尘埃的空气 ②稀硫酸 ③蒸馏水 ④墨水，能观察到丁达尔效应的是（ ）
A．①②B．②③
C．①④D．②④
答案 C
解析 常见的三种分散系为溶液、胶体、浊液，丁达尔效应是胶体特有的性质。
上述物质中有尘埃的空气和墨水属于胶体，稀硫酸为溶液，蒸馏水因为杂质较少可以认为是纯净物。
9．在沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色。
下列说法正确的是（ ）
A．用激光笔照射，会出现丁达尔效应
B．将液体静置片刻，会出现沉淀现象
C．所得胶体中分散质的粒子直径大于100nm
D．可用滤纸分离提纯得到氢氧化铁胶体
答案 A
解析 胶体都具有丁达尔效应，所以用激光笔照射，会出现丁达尔效应，故A正确；胶体性质较稳定，将液体静置片刻，不会出现沉淀现象，故B错误；胶体分散质粒子直径介于1～100nm之间，故C错误；胶体分散质、溶液分散质都能透过滤纸，不能用滤纸分离提纯得到氢氧化铁胶体，应选择半透膜，故D错误。
10．（2020·辽宁盘锦二中质检）只含有一种元素的物质（ ）
A．可能是纯净物也可能是混合物
B．可能是单质也可能是化合物
C．一定是纯净物
D．一定是一种单质
答案 A
解析 一种元素可构成不同的单质，它们互为同素异形体，如由碳元素形成的单质有金刚石、石墨以及无定形的碳，由磷元素形成的单质有红磷和白磷，由氧元素形成的单质有氧气和臭氧，因此只含有一种元素的物质不一定是纯净物，可能是由几种单质混合在一起的混合物；化合物是指由不同元素组成的纯净物，至少有两种元素，所以只含有一种元素的物质一定不是化合物。
11．下列各项中的物质能满足如图所示阴影部分关系的是（ ）
选项
①
②
③
④
A
NaCl
K2SO4
KCl
（NH4）2SO4
B
Na2SO4
K2SO4
KCl
NH4Cl
C
NaCl
K2SO4
KCl
NH4Cl
D
Na2SO4
K2SO4
KCl
（NH4）2SO4
答案 B
解析 ①中的盐既属于钠盐又属于硫酸盐，可排除A、C两项；④中的盐既属于铵盐又属于盐酸盐，则B项中的NH4Cl正确，排除D项。
12．（2020·北京101中学高一检测）下表中关于物质的分类正确的是（ ）
选项
酸
碱
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
H2SO4
NaOH
BaCO3
CO
CO2
B
H2CO3
KOH
NaHCO3
CaO
SO2
C
CH3COOH
Na2CO3
CaCl2
Na2O
SO3
D
NaHSO4
NH3·H2O
NaCl
MgO
CO
答案 B
解析 CO既不能与酸反应也不能与碱反应生成盐和水，所以CO既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物，故A错误；H2CO3是酸，KOH是碱，NaHCO3是盐，CaO能与酸反应生成盐和水，CaO是碱性氧化物，SO2能与碱反应生成盐和水，SO2是酸性氧化物，故B正确；Na2CO3电离出金属阳离子和酸根阴离子，Na2CO3是盐，故C错误；NaHSO4是盐，CO既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物，故D错误。
13．（2020·淄博一中高一检测）磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性。
制备时将FeSO4和Fe2（SO4）3溶液混合，再滴入稍过量的NaOH溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的、分散质粒子直径为5.5～36nm的磁流体。
下列说法正确是（ ）
A．所得到的分散系属于溶液
B．用一束光照射该分散系时，可以看到一条光亮的“通路”
C．该分散质粒子不能透过滤纸
D．该分散系的分散质为Fe（OH）3
答案 B
解析 分散质粒子直径在1～100nm的分散系是胶体，可产生丁达尔效应，能透过滤纸；由颜色可知分散质不是Fe（OH）3。
14．（2020·苏州中学月考）某同学在实验室进行了如图所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．X、Z烧杯中分散质相同
B．利用过滤的方法，可将Z中固体与液体分离
C．Y中产生的气体为CO2
D．Z中分散系能产生丁达尔效应
答案 A
15．我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子（直径为1.3×10－9m）恢复了磁性。
“钴酞菁”分子的结构和性质与人体内的血红素及植物内的叶绿素非常相似。
下列关于“钴酞菁”分子的说法正确的是（ ）
A．在水中所形成的分散系属悬浊液
B．“钴酞菁”分子不能透过滤纸
C．分子直径比钠离子小
D．在水中形成的分散系能产生丁达尔效应
答案 D
解析 “钴酞菁”的分子直径在1～100nm之间，因此在水中所形成的分散系是胶体，A项错误；“钴酞菁”分子直径在1～100nm之间，能够透过滤纸，B项错误；钠离子直径＜1nm，C项错误；胶体能产生丁达尔效应，D项正确。
16．已知二氧化碳、二氧化硫等都只能与碱反应生成相应的盐和水，这些氧化物为酸性氧化物；氧化铜、氧化铁等都只能与酸反应生成盐和水，这些氧化物为碱性氧化物；而氧化铝既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水，因此氧化铝为两性氧化物。
（1）现有①七氧化二锰、②二氧化硅、③氧化钠、④氧化钙、⑤氧化锌5种氧化物，其中七氧化二锰、二氧化硅、氧化锌可与碱反应生成盐和水；氧化钠、氧化钙、氧化锌可与酸反应生成盐和水。
这5种氧化物中：
属于酸性氧化物的是（填序号，下同）；属于碱性氧化物的是；属于两性氧化物的是。
（2）请写出下列反应的化学方程式：
①二氧化硫和氧化钙；
②二氧化硫和过量氢氧化钠溶液；
③氧化钠和二氧化碳；
④氧化钠和稀盐酸；
⑤氧化钠和水。
（3）下列说法正确的是（填字母）。
A．金属氧化物都是碱性氧化物
B．非金属氧化物都是酸性氧化物
C．碱性氧化物都是金属氧化物
D．酸性氧化物都是非金属氧化物
答案
（1）①② ③④ ⑤
（2）①SO2＋CaO===CaSO3
②SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
③Na2O＋CO2===Na2CO3
④Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
⑤Na2O＋H2O===2NaOH
（3）C
解析 （3）金属氧化物也可能是酸性氧化物，如七氧化二锰，也可能是两性氧化物，如氧化铝和氧化锌；非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如一氧化碳；碱性氧化物一定是金属氧化物；酸性氧化物可能是非金属氧化物，也可能是金属氧化物。
17．Fe2O3又称铁红，请根据要求完成下列问题。
（1）Fe2O3固体（红棕色）属于（填“纯净物”或“混合物”）。
将其加入适量盐酸中，反应的化学方程式：
。
（2）用上述所得溶液进行下列实验：
取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀产生，反应的化学方程式：
。
（3）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至出现色，停止加热即可制得Fe（OH）3胶体。
（4）另取一小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mLFeCl3溶液，振荡摇匀后，将此烧杯（编号甲）与盛有Fe（OH）3胶体的烧杯（编号乙）一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到烧杯的液体中产生了丁达尔效应。
答案
（1）纯净物 Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
（2）FeCl3＋3NaOH===3NaCl＋Fe（OH）3↓ （3）红褐
（4）乙
解析
（1）Fe2O3固体（红棕色）只含一种物质，属于纯净物；氧化铁属于碱性氧化物，和酸反应生成铁盐和水，化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。
（2）氯化铁和NaOH发生复分解反应，生成红褐色沉淀氢氧化铁，同时生成NaCl，化学方程式为FeCl3＋3NaOH===3NaCl＋Fe（OH）3↓。
（3）将蒸馏水加热至沸腾后，向烧杯中加入几滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至出现红褐色，得到氢氧化铁胶体。
（4）甲烧杯中液体为溶液、乙烧杯中液体为胶体，胶体中分散质粒子直径在1～100nm之间，溶液中分散质粒子直径小于1nm，胶体能产生丁达尔效应，所以乙烧杯中产生丁达尔效应。
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