第一章 物質及其變化
第一節 物質的分類及轉化
一、物質分類
1、根據物質的組成和性質分類
任何物質都是有元素組成的,根據元素組成對物質進行分類是常用的方法。
(1)同素異形體:由一種元素形成的幾種性質不同的單質。如:金剛石和石墨、白磷(P4)和紅磷、氧氣和臭氧
【注】①同素異形體之間的轉換是化學變化。
②同素異形體之間由於結構不同,物理性質有差異,但由於同種元素組成,化學性質相似或略有差異。
③由一種元素組成的物質不一定是純淨物。如氧氣和臭氧。
2、分類方法
(1)樹狀分類 :對同類事物進行再分類的方法。
單質:O2、Fe、He等
純淨物 有機化合物:CH4、葡萄糖、酒精(乙醇)等
酸:電離出的陽離子全部是氫離子
化合物
鹼:電離出的陰離子全部是氫氧根
無機化合物
物質 鹽:由金屬陽離子或NH4+與酸根離子結合
氧化物:只含兩種元素,其中一種是氧元素
溶液:NaCl溶液、稀硫酸等
混合物 膠體:Fe(OH)3膠體、澱粉膠體等
濁液:泥水
【注】冰水混合物、膽礬、明礬、水銀等並非混合物,均為純淨物。
①酸的分類:酸可依據電離出氫離子的個數,將酸分為一元酸、二元酸、多元酸。也可按照酸分子中是否含氧元素,將酸分為含氧酸和無氧酸。
一元酸:HCl、HNO3、CH3COOH等 含氧酸:HNO3、、H2SO4等
酸 二元酸:H2CO3、H2SO4等 酸
多元酸:H3PO4 無氧酸:HCl、H2S等
②鹼的分類:可依據電離出OH-的個數,將酸分為一元鹼、二元鹼、多元鹼。 也可按照溶解性,將鹼分為可溶性鹼、難溶性鹼。
一元鹼:NaOH、NH3·H2O 可溶性鹼:NaOH、Ba(OH)2等
鹼 二元鹼:Mg(OH)2、Cu(OH)2 鹼
多元鹼:Fe(OH)3、Al(OH)3 難溶性鹼:Mg(OH)2、Cu(OH)2 等
③鹽的分類
正鹽:既不能電離出H+,也不能電離出OH-的鹽,如Na2CO3、CuSO4
鹽 酸式鹽:酸根能電離出H+的鹽,如NaHCO3、NaHSO4
鹼式鹽:能電離出OH-的鹽,如Cu2(OH)2CO3
④氧化物的分類:依據氧化物的性質,可將氧化物分為酸性氧化物、鹼性氧化物、兩性氧化物及不成鹽氧化物。
酸性氧化物:與鹼反應只生成鹽和水。如CO2、SO2、SiO2等
鹼性氧化物:與鹼反應只生成鹽和水。如Fe2O3、CaO等
氧化物
兩性氧化物:既能與酸反應又能與鹼反應。如Al2O3
不成鹽氧化物:既不與酸反應也不與鹼反應。如NO、CO等
【注】①NO2不屬於酸性氧化物。
②Na2O2、Fe3O4不屬於鹼性氧化物。Na2O2屬於過氧化物,Fe3O4屬於複雜氧化物。
【易錯題】①酸性氧化物一定是非金屬氧化物。( × ) 如Mn2O7為酸性氧化物
②非金屬氧化物一定是酸性氧化物( × ) 如NO、CO為不成鹽氧化物
③金屬氧化物一定是鹼性氧化物( × ) 如Al2O3為兩性氧化物
④鹼性氧化物一定是金屬氧化物( √ )
②交叉分類:從不同角度對物質進行分類。如Na2CO3,從其組成陰離子來看為碳酸鹽,陽離子來看為鈉鹽。
Na2CO3 鈉鹽
Na2SO4 鉀鹽
K2SO4 硫酸鹽
K2CO3 碳酸鹽
二、分散系及其分類
1.分散系
(1)定義:把一種(或多種)物質以粒子形式分散到另一種(或多種)物質中所形成的混合物。
分散質:被分散的物質,有三種狀態:固、液、氣
(2)分散系
分散劑:容納分散質的物質,有三種狀態:固、液、氣
根據分散質和分散劑的狀態不同,可形成9種分散系。
溶液:<1nm
(3)分散系分類:根據分散質粒子直徑大小 膠體:1-100nm
(本質區別) 濁液:>100nm
分散系
溶液
膠體
濁液
分散質粒子直徑
<1nm
1-100nm
>100nm
外觀
均一、透明
較均一、透明或半透明
不均一、不透明
穩定性
穩定
介穩定
不穩定
能否透過濾紙
能
能
不能
實例
NaCl溶液
Fe(OH)3膠體
泥水
2.膠體
(1)膠體的分類:按分散劑的狀態不同分類,分散劑為氣態,稱為氣溶膠,分散劑為液態,稱為液溶膠,分散劑為固態,稱為固溶膠。
氣溶膠:煙、雲、霧
液溶膠:Fe(OH)3膠體
固溶膠:有色玻璃
常見膠體:牛奶、豆漿、空氣、血液、墨水、土壤、蛋白質溶液、澱粉溶液等。
(2)Fe(OH)3膠體的配製
試劑:蒸餾水、飽和FeCl3溶液
過程:向沸水中逐滴滴加飽和FeCl3溶液,加熱直到溶液變為紅褐色時,停止加熱,即得到Fe(OH)3膠體。
方程式:FeCl3 + 3H2O
Fe(OH)3(膠體)+3HCl
【注】不可用自來水配製,不能加熱時間過長,防止膠體變成沉澱。
(3)膠體的性質
①丁達爾效應:當有一束光通過膠體時,可以看到一條光亮的「通路」。利用了光的散射原理。
應用:可用於鑑別溶液和膠體。
實例:放電影、光線透過樹葉間的縫隙射入密林等。
②聚沉:聚沉是一種物理現象,指向膠體中加入電解質溶液時,加入的陽離子(或陰離子)中和了膠體粒子所帶電荷,使膠體粒子聚集成較大顆粒,從而形成沉澱從分散系裡析出。
條件:加電解質溶液、加熱、加帶相反電荷的膠體粒子。
實例:鹽滷點豆腐、江河入海口處形成的沙洲等。
③滲析:利用半透膜將溶液與膠體分離,半透膜允許小分子或粒子透過,膠粒不能透過。
滲析是分離膠體和溶液的方法。
【拓展】膠體的其它性質
①布朗運動:膠體粒子不停地作無規則運動。並非膠體獨有的的性質。
②電泳:膠粒在外加電場的作用下,能在分散劑裡作定向移動,這種現象稱為電泳。
如工廠靜電除塵利用了膠體的電泳。