化学《学案导学与随堂笔记》一学案：专题1　化学家眼中的物质世界 本专题重难点突破 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精本专题重难点突破［学习目标定位］1.学会使用分类法研究物质的类别以及物质转化过程及化学反应的类别。2。学会选择物质分离，提纯的方法,挖掘基本实验操作。3.掌握与物质的量有关的计算。一、物质的分类依据与方法1．物质的树状分类2．物质的交叉分类（以氧化物为例）特别提示物质的交叉分类是应用最广泛的分类方法，因为一种物质具有多种性质，可以按某一种性质分类，也可以按另一种性质分类，在以后的学习中注意应用交叉分类学习物质的性质；物质的树状分类是宏观把握物质的一种分类方法,尤其是学习化学概念时一般应用这种分类方法.【例1】下列十种物质:①水②空气③铁④二氧化碳⑤H2SO4⑥熟石灰[Ca(OH)2］⑦胆矾⑧FeCl3溶液⑨碱式碳酸铜［Cu2（OH）2CO3]⑩碳酸氢钠（NaHCO3)其中属于混合物的是________(填序号，下同）；属于氧化物的是________；属于碱的是________；属于酸的是________；属于盐的是________。解析碱式盐[Cu2(OH)2CO3]、酸式盐(NaHCO3）、结晶水合物（如胆矾CuSO4·5H2O），都有固定的组成，均为纯净物，而FeCl3溶液包含FeCl3和水,属于混合物。答案②⑧①④⑥⑤⑦⑨⑩理解感悟物质分类的标准较多,类别较多,但是都是以物质的基本概念进行区别和联系的。如：有固定组成的物质就是纯净物,如CuSO4·5H2O，其中CuSO4与结晶水的个数比是1∶5,组成固定，属于化合物，所以CuSO4·5H2O是纯净物，不是混合物。由一种元素与氧元素组成的化合物是氧化物；在水溶液中电离出来的阴离子均为OH－的化合物是碱;在水溶液中电离出来的阳离子均为H＋的化合物是酸；由金属阳离子（或铵根离子)与酸根离子组成的化合物为盐。因此，只要我们把握好概念的内涵和外延，从本质理解概念，就可以把繁杂的分类知识掌握了。3．分散系的类别与比较分散系溶液胶体浊液分散质粒子的种类分子、离子较多分子的集合体或大分子大量分子的集合体（固体小颗粒或小液滴）分散质粒子的直径d〈1nm1nm<d〈100nmd〉100nm外部特征均一、透明、稳定均一、透明、较稳定不均一、不透明、不稳定能否透过滤纸能能不能鉴别方法无丁达尔效应有丁达尔效应静置分层实例食盐水、碘酒氢氧化铁胶体、淀粉溶胶泥水【例2】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”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中不正确的是（)A．“钴酞菁"分子所形成的分散系具有丁达尔效应B．“钴酞菁”分子不能透过滤纸C．此项工作可以用来改变分子的某些物理性质D．此项工作可广泛应用于光电器件、生物技术等方面解析直径为1.3×10－9m符合胶体微粒直径范围，所以具有丁达尔效应,A对；胶体能透过滤纸，不能透过半透膜，B错；磁性为物理性质，C对。答案B理解感悟分散质粒子直径介于1～100nm之间，是胶体的本质特征，所以先从分散质粒子的大小确定其是哪种分散系，再据此判断各项是否正确。二、物质的相互转化关系及应用1．各类物质的相互转化关系(1）物质的转化类型物质的转化类型化学方程式单质→化合物C＋O2eq\o(=，\s\up7（点燃）)CO2碱性氧化物→碱CaO＋H2O=Ca(OH）2酸性氧化物→酸CO2＋H2O=H2CO3酸→盐HCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3碱→盐2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4盐→盐NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3碱性氧化物→盐CaO＋2HCl=CaCl2＋H2O酸性氧化物→盐CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O化合物→单质2KClO3eq\o（=,\s\up7(MnO2)，\s\do5(△）)2KCl＋3O2↑单质→单质Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu盐→氧化物CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温））CaO＋CO2↑(2)不同类别的含钙物质的相互转化2．化学反应的分类判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是看该反应中各元素的化合价有无变化。3．化学反应发生的条件(1)复分解反应的发生条件：有气体（挥发性物质）、沉淀(难溶性物质）或水生成.(2）金属间置换反应发生的条件:金属活动顺序中排在前面的金属置换排在后面的金属(K、Ca、Na除外).【例3】根据右图,推断物质X的化学式,并选择适宜的物质完成图中各步转化，写出相应的化学方程式。解析从复分解反应发生的条件出发，以“NaCl”为突破口。能和NaCl溶液发生复分解反应的只有AgNO3溶液，由此可初步确定X为NaNO3。另三种物质均可反应生成NaNO3,由此可知X是NaNO3。答案X为NaNO3①NaOH＋HNO3=NaNO3＋H2O②Na2SO4＋Ba(NO3）2=BaSO4↓＋2NaNO3③NaCl＋AgNO3=AgCl↓＋NaNO3④Na2CO3＋2HNO3=2NaNO3＋H2O＋CO2↑⑤2NaOH＋MgSO4=Na2SO4＋Mg（OH）2↓⑥Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaCl⑦Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑⑧Na2CO3＋Ca（OH）2=2NaOH＋CaCO3↓三、电解质中的“是与非”电解质中的“是与非”（1)电解质、非电解质的相同之处在于它们都是化合物，单质既不属于电解质,也不属于非电解质；电解质、非电解质的不同之处是在水溶液里或熔融状态下能否导电。（2)电解质概念中的“或"，指两种情况任取其一即可；非电解质中的“无论”和“都”,指两种情况必须同时满足。(3)从物质类别上把握概念更清晰明了。如:酸、碱、金属氧化物、大多数盐以及H2O为电解质.酒精、蔗糖和大多数非金属氧化物是非电解质.（4）能导电的物质不一定是电解质,如石墨等；电解质本身不一定能导电，如食盐晶体。(5)NH3、SO2溶于水均能导电,但并非它们本身能电离出自由移动的离子,而是它们与水反应的生成物NH3·H2O、H2SO3能电离出自由移动的离子,所以NH3、SO2都是非电解质。【例4】现有下列物质：①K2SO4晶体②液态SO3③冰醋酸(即纯醋酸)④汞⑤Ca(OH)2固体⑥蔗糖⑦乙醇⑧熔融的NaCl.回答下列问题：（1)能导电的是________________(填序号，下同）。（2）属于电解质的是______________.（3)属于非电解质的是______________。解析金属单质及存在自由移动的离子的物质可以导电，故④⑧能导电;依据电解质的定义,电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物，可知①③⑤⑧为电解质，②⑥⑦为非电解质.答案（1）④⑧（2）①③⑤⑧（3）②⑥⑦四、两组相近的化学实验操作概念辨析1．检验和鉴定(1)检验(鉴别)检验是指用一定的化学方法把两种或两种以上的物质一一区别开。检验的实质是根据物质的化学性质（有时可根据物理性质)，使被检验物质跟某些化学试剂发生反应，从而确定该物质的存在。检验的条件是反应中必须出现能够观察到的实验现象，例如出现沉淀、产生气体、溶液的颜色发生变化等等.例如对于两无色液体NaNO3溶液和NaCl溶液的检验，可分别向两溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是NaCl溶液,无现象的是NaNO3溶液。（2)鉴定鉴定是指用化学方法来确定某物质的组成,各组成部分要逐一检验出来，不能遗漏。鉴定的实质是把物质的组成微粒全部检验出来。这样就需要借用检验的方法，利用反应中出现的实验现象，从而确定物质的组成微粒或元素.鉴定的条件是必须把物质的所有微粒检验出来，不能只检验其中的某种粒子。例如鉴定氯化钠固体,应取少量固体溶于蒸馏水,先进行焰色反应，火焰呈黄色，确定有Na＋存在。再向溶液中滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，有白色沉淀生成,证明原固体中有氯离子。【例5】下列物质的检验中，其结论一定正确的是（)A．某溶液为蓝色，则该溶液一定是CuSO4溶液B．某无色、无味气体能使带火星的木条复燃，则该气体一定是O2C．向某溶液中加入CaCl2溶液，产生白色沉淀,则溶液中一定含有Ag＋D．向某溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则该溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3）解析Cu2＋的水溶液一般都是蓝色，故A项错；B项对；C项，溶液中若有COeq\o\al(2－，3)等也会有同样的现象,错;D项，原溶液中若含有Ag＋也会有同样的现象，错。答案B2．分离和提纯(1)分离分离是指把混合物的各组分一一分开，每一组分都要保留下来，且原来是固体,最后还应是固体，原来是溶液，最后还应是溶液。分离的实质是把混合物中各种成分分开,这就需要应用物质的物理性质或化学性质，把不同的物质以不同的形式分开，然后再把物质恢复成原来的状态。分离的条件是各种物质必须以不同的状态出现，如果物质直接分离有困难，需要把物质转化为其他的物质，分离开后再各自反应成原来的物质。分离的适用范围是混合物.例如要从粗盐(NaCl和少量泥沙的混合物）中分离出NaCl,可将粗盐溶于水，过滤,对滤液进行蒸干,即得NaCl固体。（2）提纯（除杂质）提纯是指保留混合物中的某一主要组分，把混合物中其余杂质通过化学变化都除去。提纯的实质是混合物中只保留一种成分，分离后需要的物质保留原来的状态，其他物质不需要恢复成原来的状态。提纯的条件是需要的物质与其他的物质必须以不同的状态出现，各种杂质可以以相同的状态同时出现.提纯的适用范围是混合物。例如实验室制得的二氧化碳气体中混有少量水蒸气，要得到纯净的CO2，可使混合气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶,除去水蒸气，就可得到纯净的CO2气体。(3）混合物分离和提纯的“四原则”“四原则"：一不增（提纯过程中不增加新的杂质）；二不减(不减少欲被提纯的物质）;三易分离(被提纯物与杂质容易分离）；四易复原（被提纯物质要容易复原）.【例6】下列有关分离和提纯的说法正确的是()A．除去NaCl溶液中少量CaCl2：加入适量K2CO3B．用蒸馏的方法从海水中得到淡水C．用酒精可以从碘水中萃取碘D．用浓硫酸除去氨气中混有的水蒸气解析A项，加入适量K2CO3,会引入新的杂质,不正确；C项，萃取剂不能与水互溶，酒精可与水互溶，不能用酒精从碘水中萃取碘，错误；D项,氨气会与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥,应该用碱石灰。答案B【例7】下面每种物质中均含有一种杂质，加入相应的除杂试剂后能否达到除杂的目的.请你对每组除去物质中的杂质的方法给予评价。组次物质所含杂质除杂试剂对实验方法的评价①KClK2CO3稀H2SO4②Cu(OH)2CuSO4Ba（OH)2溶液③Fe（NO3）2溶液AgNO3溶液足量铁粉解析选用化学试剂除杂时常因思维不严密而犯“前门驱狼、后门进虎"的错误。解决除杂问题的关键是在除去原有杂质时，不能引入新的杂质，同时又要易于分离.故思考时应根据实际发生的化学反应，循序而行。答案①组不正确，因为加入H2SO4后虽除去了COeq\o\al（2－,3），但又引入了SOeq\o\al（2－,4)②组不正确，因为CuSO4与Ba(OH)2溶液反应生成了两种沉淀Cu（OH)2和BaSO4,而无法分开③组正确，因为Fe比Ag活泼，Fe＋2AgNO3=Fe(NO3)2＋2Ag，过滤出Fe、Ag,可得滤液Fe（NO3）2理解感悟选用化学试剂进行物质提纯的原则是不增、不减、易分离、易复原。其主要方法有杂转纯:将要除去的杂质变为提纯物，这是提纯物质的最佳方案；杂变沉：加入一种试剂将要除去的杂质变成沉淀，最后用过滤的方法除去沉淀；化为气：加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出，如食盐水中混有Na2CO3，则可加盐酸使COeq\o\al(2－，3）转变为CO2逸出;溶剂分：加入一种试剂将杂质或被提纯物质萃取出来，如用CCl4可将碘从水中萃取出来。五、以物质的量为中心的化学计算的解题方法1．物质的量是联系宏观量(如质量、体积)与微观量（如粒子数目)的桥梁和纽带，是计算的核心。2．要紧紧抓住“物质的量”这个计算的核心。牢固建立把“其他物理量转化为物质的量”的这一思维模式，充分利用下列“万能恒等式"及其变形，进行各量的相互求算。n＝eq\f（m,M)＝eq\f（Vg,Vm)＝eq\f(N,NA）＝c·V(aq).3．物质的量在化学方程式计算中的应用（1)物质的量与化学方程式中化学计量数的关系例如：2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O化学计量数之比2∶1∶2扩大NA倍2NA∶NA∶2NA物质的量之比2mol∶1mol∶2mol(2)在化学方程式中，各物质的化学计量数之比，等于微粒数目之比，等于物质的量之比，也等于同温同压下气体体积之比，所以，n、N、NA、M、m、Vm、V等物理量应用于化学方程式进行计算，对于定量研究化学反应中各物质之间量的关系会更加方便。（3)根据化学方程式进行计算的基本步骤为①设：设所求物质的物质的量为n(B）［或质量为m（B），或气体在标准状况下的体积为V（B)等。］②写:写出相关的化学方程式.③标：在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量。④列：列出已知量与未知量之间的比例式或方程组。⑤解：根据比例式或方程组求解。⑥答:简明地写出答案。特别提醒列出比例式中的四个相关量中，必须符合“左右量值相当，上下单位相同”原则.【例8】（1)某双原子分子构成的气体，其摩尔质量为Mg·mol－1，该气体的质量为mg，阿伏加德罗常数为NA，则：①该气体在标准状况下的体积为________L；②该气体在标准状况下的密度为________________g·L－1;③该气体所含的原子总数为______________个。(2）如果ag某气体中含有的分子数为b,则cg该气体在标准状况下的体积是____________.（3)标准状况下，1.6g某气态氧化物RO2的体积为0。56L。该气体的摩尔质量是____________.解析（1）根据n＝eq\f(m,M)＝eq\f（Vg，Vm）＝eq\f(N,NA)及ρ＝eq\f(m,V）等公式进行计算。①V＝eq\f(mg,Mg·mol－1)×22.4L·mol－1＝eq\f(22。4m,M）L；②ρ＝eq\f（m，V）＝eq\f（M，Vm）＝eq\f(Mg·mol－1,22。4L·mol－1)＝eq\f（M，22。4)g·L－1;③N＝eq\f（m,M)·NA，则所含原子总数为eq\f（mg，Mg·mol－1)×NAmol－1×2＝eq\f(2mNA，M).(2)由n＝eq\f(N,NA）可知ag气体的物质的量为eq\f(b,NA）mol，那么cg气体的物质的量为eq\f(b，NA）·eq\f(c,a）mol，则V＝n·Vm＝eq\f(22。4bc，aNA)L。（3）由eq\f（m,M）＝eq\f(Vg，Vm)可知M＝eq\f（1.6g×22。4L·mol－1,0。56L）＝64g·mol－1。答案（1）①eq\f（22.4m,M)②eq\f（M,22。4）③eq\f（2mNA,M)（2)eq\f(22.4bc,aNA)L(3)64g·mol－1【例9】把6。5gZn放入足量盐酸中,锌完全反应.计算：（1）6.5gZn的物质的量。（2)参加反应的HCl的物质的量。（3)生成H2的体积(标准状况)。解析根据物质的量、质量和摩尔质量的关系，先计算出6。5gZn的物质的量,然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比,计算出参加反应的HCl的物质的量和生成H2的体积。(1）Zn的摩尔质量是65g·mol－1。n（Zn）＝eq\f（mZn，MZn）＝eq\f（6.5g，65g·mol－1）＝0。1mol。(2)Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑120.1moln(HCl)eq\f（1,2)＝eq\f(0。1mol，nHCl)n（HCl）＝eq\f（0.1mol×2,1)＝0.2mol。（3）Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑1mol22.4L0.1molV(H2）V（H2）＝eq\f（0.1mol×22。4L,1mol）＝2。24L。答案（1)6.5gZn的物质的量是0.1mol。(2）有0。2molHCl参加了反应.（3)生成H2的体积在标准状况下是2。24L.六、阿伏加德罗常数正误判断中的常见陷阱阿伏加德罗常数是考试的“热点"问题，主要考查物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗定律这些概念的辨析与应用,以及与微观粒子（分子、原子、离子、电子、质子、中子等)之间的关系,较好地考查了思维的严密性。陷阱之一：状况条件。若给出在非标准状况，如常温常压下（25℃、1.01×105Pa），已知气体体积，不能直接应用22。4L·mol－1进行计算。陷阱之二：物质状态.已知在标准状况下,而给出的是非气态的物质,不能直接应用22.4L·mol－1进行计算。陷阱之三：微粒数目。注意：He、Ne等为单原子分子;N2、O2等为双原子分子;O3、P4为多原子分子。【例10】NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是（）A．在常温常压下，11。2LN2含有的分子数为0.5NAB．在常温常压下,1molO2含有的原子数为2NAC．在常温常压下，11。2LO2所含的原子数目为NAD．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同解析A项、C项是已知气体在非标准状况下的体积，不能直接用标准状况下的气体摩尔体积进行计算，A、C错误;B项,物质的量与状况无关，B正确;D项，由阿伏加德罗定律知在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数相同，当气体单质分子中所含原子数不同时，相同体积的上述气体所含原子数就不相同，D错误。答案B七、原子结构与核外电子排布规律1．原子的组成eq\o\al(A，Z)X的含义：代表一个质量数为A、质子数为Z的原子.如eq\o\al（35,17)Cl表示一个质量数为35、质子数为17的氯原子。(2)构成原子或离子的粒子