高中化學第二章化學物質(zhì)及其變化第一節(jié)第1課時簡單分類法及其應(yīng)用學案新人教版必修1

第1課時簡單分類法及其應(yīng)用一、常見的分類方法1．交叉分類法(1)含義：根據(jù)不同的分類標準，對同一事物進行多種分類的一種分類方法。即對事物以不同的標準進行分類。(2)舉例：①碳酸鈉的交叉分類：分類標準所屬類別組成的陽離子鈉鹽組成的陰離子碳酸鹽溶解性可溶性鹽②在不同的物質(zhì)和它所屬的類別之間進行連線：2．樹狀分類法(1)含義：對同類事物按照某些屬性進行再分類的分類方法。即對同類事物進行再分類。(2)舉例：(1)用交叉分類法對堿進行分類(請連線)。(2)(情境思考)2020年新型冠狀病毒疫情在全球蔓延，各國對這次疫情高度重視，都采取了“抗疫”措施。疫情期間，75%酒精(主要成分乙醇)和“84”消毒液(主要成分NaClO)是常用的消毒劑，屬于有機物的是________，屬于鹽的是________。提示：乙醇NaClO二、分類方法的應(yīng)用1．分類法的應(yīng)用：分類可以幫助我們更好地認識物質(zhì)的性質(zhì)，找出各類物質(zhì)之間的關(guān)系。2．常見單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化(1)實例探究：寫出有關(guān)序號的化學方程式并注明反應(yīng)類型?；瘜W方程式反應(yīng)類型①2Ca+O2=2CaO化合反應(yīng)化學方程式反應(yīng)類型②CaO+H2O=Ca(OH)2化合反應(yīng)③Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH復分解反應(yīng)④C+O2CO2化合反應(yīng)⑤CO2+H2O=H2CO3化合反應(yīng)⑥H2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2H2O復分解反應(yīng)(2)結(jié)論：(1)(情境思考)古詩詞中蘊含著豐富的化學變化，明朝的詩人于謙的《石灰吟》是一首托物言志詩。作者以石灰作比喻，表達自己為國盡忠、不怕犧牲的意愿和堅守高潔情操的決心。上述詩句中涉及了哪些化學物質(zhì)？它們分別屬于哪類物質(zhì)？以上述物質(zhì)為例，描述各類化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。提示：詩句中涉及了碳酸鈣、氧化鈣，分別屬于鹽和氧化物；常見含鈣化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系為(2)(教材二次開發(fā))硫和碳均為非金屬單質(zhì)，在性質(zhì)上具有一定的相似性，請參照教材【實踐活動】完成下列轉(zhuǎn)化的化學方程式。SSO2SO3H2SO4CaSO4①_____________________________________________________。②_____________________________________________________。③_____________________________________________________。提示：化學方程式分別為①S＋O2SO2②SO3＋H2O=H2SO4③Ca(OH)2＋H2SO4=CaSO4↓＋2H2O。知識點一物質(zhì)的組成和分類1．兩種分類方法的特點與區(qū)別分類方法特點區(qū)別交叉分類法分類角度多樣，物質(zhì)類別間有交叉的部分使有關(guān)的認識全面化樹狀分類法分類標準唯一，同一層次中各類別相互獨立使有關(guān)的認識系統(tǒng)化2.化學物質(zhì)的分類【誤區(qū)警示】(1)酸的元數(shù)是根據(jù)酸電離出H＋的個數(shù)，而不是分子中氫原子的個數(shù)，如CH3COOH是一元酸而不是四元酸。(2)純凈物和混合物的兩個認識誤區(qū)：①誤認為由不同狀態(tài)的同種物質(zhì)組成的混合體系是混合物。冰和水的狀態(tài)不同，但它們的成分都是水，所以冰水“混合物”其實是純凈物。②誤認為由同種元素組成的物質(zhì)是純凈物。金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，但是二者混合屬于混合物?！局R拓展】酸性氧化物與堿性氧化物的理解①酸性氧化物是與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。a．酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，如Mn2O7。b．非金屬氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO。②堿性氧化物是與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。a．堿性氧化物一定是金屬氧化物。b．金屬氧化物不一定是堿性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物。(1)(思維升華)溶液顯酸性的物質(zhì)一定是酸，顯堿性的一定是堿。這種說法對嗎？(宏觀辨識與微觀探析)提示：不是。NaHSO4溶液顯酸性屬于鹽類，Na2CO3溶液顯堿性屬于鹽類。(2)凈水劑明礬[KAl(SO4)2·12H2O]是純凈物還是混合物？如是純凈物，屬于其中哪類物質(zhì)？(宏觀辨識與微觀探析)提示：明礬屬于鹽類。是純凈物。(3)(情境應(yīng)用)廚房中的化學無處不在，食用堿的成分為Na2CO3，俗稱純堿，廣泛用于各類面食，如饅頭、面包等。小蘇打的成分是NaHCO3，常作發(fā)酵粉。純堿屬于堿嗎？為什么？NaHCO3屬于什么鹽？提示：電離出的陰離子全部是OH－的物質(zhì)屬于堿，純堿電離出的陰離子為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，故不屬于堿；NaHCO3屬于鈉鹽、碳酸鹽、酸式鹽。【典例】《書·舜典》附亡《書》序：“帝釐下土，方設(shè)居方，別生分類，作《汩作》。”分類思想方法在化學發(fā)展中起到了重大的作用。以下分類正確的是()單質(zhì)氧化物酸堿鹽A金剛石水硫酸燒堿膽礬B黃銅NO2HCl石灰水FeSO4C碘酒CO磷酸NH3·H2O食鹽DH2Fe3O4HNO3純堿小蘇打【解題指南】解答本題應(yīng)該注意以下兩點：(1)明確各類物質(zhì)組成特點、含有元素的種類個數(shù)；(2)了解常見物質(zhì)的名稱與化學成分的關(guān)系。【解析】選A。B項黃銅屬于混合物，石灰水屬于混合物，錯誤；C項中碘酒屬于混合物，錯誤；D項中純堿屬于鹽，錯誤?！灸割}追問】(1)上題的氧化物中是否屬于酸性氧化物或堿性氧化物？提示：都不屬于酸性氧化物或堿性氧化物。(2)將上題中的酸按照兩種分類方法進行分類。提示：①按強弱：硫酸、HCl、HNO3為強酸，磷酸為弱酸；②按電離出H＋數(shù)：HCl、HNO3為一元酸，硫酸為二元酸，磷酸為多元酸。1．二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色到橙黃色的氣體，是國際上公認為安全、無毒的綠色消毒劑。ClO2屬于()A.酸B．堿C．鹽D．氧化物【解析】選D。ClO2由Cl、O兩種元素組成，是氧化物，并且不含H元素，ClO2本身也不能電離出離子，所以不是酸、堿、鹽類。2．“牙好，胃口就好，吃嘛嘛香?！蔽覀兌枷Ｍ约河幸豢诤醚馈Ｒ韵聝?nèi)容摘自某品牌牙膏說明書：牙膏A牙膏B牙膏摩擦劑碳酸鈣二氧化硅摩擦劑的物質(zhì)類別(指酸、堿、鹽、氧化物)(1)請在表中填寫兩種摩擦劑所屬的物質(zhì)類別。提示：碳酸鈣是鹽；二氧化硅屬于氧化物。(2)推測牙膏摩擦劑的溶解性是怎樣的？(科學探究與創(chuàng)新意識)提示：牙膏摩擦劑是通過牙刷的運動以清潔牙齒表面，屬于難溶性物質(zhì)。【加固訓練】1．(2020·南昌高一檢測)下列說法正確的是()A．NO2屬于酸B．堿性氧化物都是金屬氧化物C．含有氫元素的化合物就是酸D．酸性氧化物都是非金屬氧化物【解析】選B。二氧化氮不是酸，A錯誤；堿性氧化物都是金屬氧化物，而金屬氧化物不一定是堿性氧化物，Mn2O7是酸性氧化物，B正確；小蘇打(NaHCO3)中含有氫元素，但小蘇打?qū)儆谒崾禁}而不是酸，C錯誤；凡是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物為酸性氧化物，但酸性氧化物不一定是非金屬氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物，但卻是金屬氧化物，D錯誤。2．(2020·鄭州高一檢測)下列各組物質(zhì)，按化合物、單質(zhì)、混合物順序排列的是()A．燒堿、液態(tài)氧、白酒 B．生石灰、白磷、熟石灰C．干冰、鐵、氯化氫 D．空氣、氮氣、膽礬【解析】選A。燒堿是氫氧化鈉固體，為化合物，液態(tài)氧為單質(zhì)，白酒為混合物，故A項正確；熟石灰是氫氧化鈣的固體，屬于化合物，不是混合物，故B項錯誤；氯化氫屬于化合物，不是混合物，故C項錯誤；空氣是多種氣體的混合物，氮氣是單質(zhì)、膽礬屬于化合物，故D錯誤。知識點二單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽之間的相互轉(zhuǎn)化1．單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽之間的相互轉(zhuǎn)化圖示解讀：①金屬單質(zhì)堿性氧化物，如4Na＋O2=2Na2O；②堿性氧化物堿，如CaO＋H2O=Ca(OH)2；③金屬單質(zhì)鹽，如Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑；④堿性氧化物鹽，如CaO＋2HCl=CaCl2＋H2O；⑤堿鹽，如Ca(OH)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O；⑥非金屬單質(zhì)酸性氧化物，如S＋O2SO2；⑦酸性氧化物酸，如CO2＋H2O=H2CO3；⑧非金屬單質(zhì)鹽，如2Na＋Cl22NaCl；⑨酸性氧化物鹽，如CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；⑩酸鹽，如HCl＋NaOH=NaCl＋H2O。2．無機基本反應(yīng)類型(1)化合反應(yīng)：A＋B＋……C；(2)分解反應(yīng)：AB＋C＋……；(3)置換反應(yīng)：A＋BCAC＋B；(4)復分解反應(yīng)：AB＋CDAD＋CB?！菊`區(qū)警示】(1)金屬與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)的條件一般是金屬活動性順序表中位置在前面的金屬可以置換出位置在后面的金屬。(2)非金屬氧化物不一定都能與水或堿發(fā)生反應(yīng)，如CO；金屬氧化物不一定都能與水發(fā)生反應(yīng)生成相應(yīng)的堿，如CuO、Fe2O3不與水反應(yīng)。(3)酸、堿、鹽之間的反應(yīng)要滿足復分解反應(yīng)發(fā)生的條件：生成氣體、沉淀和水。1．(思維升華)堿和鹽反應(yīng)時應(yīng)符合什么條件才能發(fā)生？試舉例說明。提示：堿和鹽之間生成新堿和新鹽的反應(yīng)只有符合復分解反應(yīng)的條件時才能發(fā)生，例如Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH，生成了碳酸鈣沉淀，符合復分解反應(yīng)發(fā)生的條件，該反應(yīng)才能發(fā)生。2．(思維升華)有同學認為向氯化鈣溶液中通入二氧化碳氣體會發(fā)生反應(yīng)，化學方程式為CaCl2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HCl，該判斷正確嗎？為什么？提示：不正確。碳酸是弱酸，鹽酸是強酸，該反應(yīng)不發(fā)生。3．(情境應(yīng)用)《夢溪筆談》中記載：“信州鉛山縣有苦泉，流之為澗，挹其水熬之，則成膽礬……熬膽礬鐵釜久之亦化為銅?！鄙鲜雒枋鲋猩婕笆裁椿瘜W反應(yīng)類型？提示：膽礬生成屬于化合反應(yīng)，鐵與硫酸銅反應(yīng)屬于置換反應(yīng)?！镜淅糠诸惙ㄊ且环N重要的學習方法。下列四組物質(zhì)中均有一種物質(zhì)的類別與其他三種物質(zhì)因分類角度不同而不同，且不同物質(zhì)間能發(fā)生如下反應(yīng)：請分別填出其化學式。甲：Na、H2、O2、Cl2；乙：CO、Na2O、CO2、SO2；丙：NaOH、K2CO3、KHCO3、K2SO4；?。篘aOH、Ca(OH)2、KOH、NaCl。(1)甲________，乙________，丙________，丁________。(2)根據(jù)圖示，寫出序號所示反應(yīng)的化學方程式：①___________________________________________________。②____________________________________________________。③___________________________________________________?！窘忸}指南】解答本題應(yīng)明確以下兩點：(1)明確物質(zhì)的分類標準，判斷物質(zhì)的種類；(2)了解單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽的化學性質(zhì)。【解析】(1)根據(jù)物質(zhì)的分類標準和物質(zhì)所屬的類別可知，甲：Na屬于金屬單質(zhì)，H2、O2、Cl2均是非金屬單質(zhì)；乙：Na2O是金屬氧化物，CO、CO2、SO2均是非金屬氧化物；丙：NaOH是堿，K2CO3、KHCO3、K2SO4均是鹽；?。篘aOH、Ca(OH)2、KOH均是堿，NaCl是鹽，結(jié)合四種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：甲為Na，乙為Na2O，丙為NaOH，丁為NaCl；(2)由(1)的分析可知，鈉與氧氣緩慢氧化可得氧化鈉，反應(yīng)的方程式為4Na＋O2=2Na2O，氧化鈉與水反應(yīng)可得氫氧化鈉，反應(yīng)的方程式為Na2O＋H2O=2NaOH，氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)可得氯化鈉，反應(yīng)的方程式為NaOH＋HCl=NaCl＋H2O。答案：(1)NaNa2ONaOHNaCl(2)①4Na＋O2=2Na2O②Na2O＋H2O=2NaOH③NaOH＋HCl=NaCl＋H2O【母題追問】(1)問題(2)中反應(yīng)③，除了利用酸堿中和反應(yīng)外，還可以通過什么方法來實現(xiàn)？(用化學方程式表示)(關(guān)鍵能力——理解與辨析)提示：由氫氧化鈉生成氯化鈉除了利用酸堿中和反應(yīng)外，也可以用氫氧化鈉與氯化銅、氯化鐵等鹽反應(yīng)得到，反應(yīng)的化學方程式為3NaOH＋FeCl3=3NaCl＋Fe(OH)3↓、2NaOH＋CuCl2=2NaCl＋Cu(OH)2↓。(2)上題乙組中物質(zhì)按照性質(zhì)如何分類？(關(guān)鍵能力——理解與辨析)提示：CO2、SO2屬于酸性氧化物，Na2O屬于堿性氧化物，CO屬于不成鹽氧化物。【規(guī)律方法】單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖1．(2020·泰州高一檢測)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化中，不能通過一步化學反應(yīng)實現(xiàn)的是()A．Fe→Fe3O4 B．C→CO2C．CaO→Ca(OH)2 D．S→SO3【解析】選D。Fe在氧氣中燃燒可以生成Fe3O4，能通過一步化學反應(yīng)實現(xiàn)；C在空氣中燃燒能夠生成CO2，能通過一步化學反應(yīng)實現(xiàn)；CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2，能通過一步化學反應(yīng)實現(xiàn)；硫燃燒生成二氧化硫，不能通過一步化學反應(yīng)實現(xiàn)。2．每年的9月20日為全國的愛牙日。牙齒保健越來越受到人們的重視。牙齒保健是指對牙齒的保護，包括牙齒整齊、潔白、沒有牙齒疾病，比如牙周病等、口腔無異味、正常進行咀嚼功能等。每天養(yǎng)成刷牙的好習慣，早晨起床和晚上睡覺之前都必須刷牙，這樣能將口腔及牙齒上面的食物碎渣、軟白污物和牙菌斑消除。某品牌牙膏中的摩擦劑是碳酸鈣，可以用石灰石制備。(1)某同學設(shè)計了一種制備碳酸鈣的實驗方案，流程圖為寫出上述方案中有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。提示：①CaCO3CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O=Ca(OH)2，③Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH。(2)請你仍然用石灰石為原料(其他試劑自選)，設(shè)計另一種制備碳酸鈣的實驗方案，并用流程圖的形式表示出來。提示：:石灰石CaCl2碳酸鈣【加固訓練】1．下列物質(zhì)可以與其他物質(zhì)反應(yīng)生成鹽的是()①金屬②堿性氧化物③堿④酸性氧化物⑤酸A．只有①②③B．只有①④C．只有②⑤D．全部【解析】選D。金屬、堿性氧化物、堿與酸反應(yīng)均會生成鹽；酸性氧化物與堿反應(yīng)會生成鹽。2．對于化學反應(yīng)：A＋B=C＋D，下列說法正確的是()A．若A、B為酸和堿，則C、D中不一定有水B．若A、B為化合物，則C、D也一定為化合物C．若生成物C和D分別為兩種沉淀，則A、B可能為鹽和堿D．若生成物C、D中有一種為單質(zhì)，則該反應(yīng)一定是置換反應(yīng)【解析】選C。A項，酸與堿反應(yīng)生成鹽和H2O；B項，CO與CuO反應(yīng)生成Cu和CO2；D項，CO與CuO反應(yīng)生成單質(zhì)Cu和CO2，但不是置換反應(yīng)。3．(2020·揚州高一檢測)下表所列各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間按箭頭方向不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是()甲乙丙ACuOCO2H2OBCCOCO2CCaCO3CaOCa(OH)2DH2SO4H2OH2【解析】選C。CuO與CO反應(yīng)生成銅和CO2，CO2與堿反應(yīng)能生成水，氧化銅與氫氣反應(yīng)能生成水，圖示為，A正確；碳不完全燃燒生成一氧化碳，一氧化碳繼續(xù)燃燒生成二氧化碳，碳完全燃燒生成二氧化碳，圖示為，B正確；CaCO3難溶于水，不與堿溶液發(fā)生反應(yīng)，不能生成氫氧化鈣，C錯誤；硫酸與堿反應(yīng)可以生成水，與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣，電解水生成氫氣，圖示為，D正確。三言兩語話重點1．掌握兩種分類方法：樹狀分類法和交叉分類法。2．熟練掌握根據(jù)物質(zhì)組成對物質(zhì)進行的樹狀分類法。3．掌握兩條常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)金屬堿性氧化物堿鹽(2)非金屬酸性氧化物酸鹽1．(2020·吉林高一檢測)生產(chǎn)與生活中的各種物質(zhì)都有明確分類。下列物質(zhì)中均為化合物的一組是()A．金剛石、干冰、SO2B．KCl、鹽酸、NaOHC．CuSO4·5H2O、冰、乙醇D．臭氧、CaCO3、鋁合金【解析】選C。金剛石是單質(zhì)，A項錯誤；鹽酸是氯化氫的水溶液，為混合物，B項錯誤；臭氧是單質(zhì)，鋁合金是混合物，D項錯誤?！炯庸逃柧殹肯铝懈鹘M物質(zhì)中，按單質(zhì)、化合物、混合物順序排列的是()A．銅、空氣、水B．生石灰、熟石灰、燒堿C．氧氣、干冰、濃硫酸D．純堿、水銀、膽礬【解析】選C。銅、氧氣、水銀(汞)屬于單質(zhì)，水、生石灰(CaO)、熟石灰[Ca(OH)2]、燒堿(NaOH)、干冰(CO2)、純堿(Na2CO3)、膽礬(CuSO4·5H2O)屬于化合物，空氣、濃硫酸屬于混合物。2．只由兩種元素組成的化合物，其中一種元素是氫元素，這類化合物稱為氫化物。下列物質(zhì)不屬于氫化物的是()A．H2OB．H2SO4C．NaHD．NH3【解析】選B。根據(jù)題意知，氫化物含有兩種元素，而H2SO4含有三種元素，故H2SO4不屬于氫化物。3．化學概念在邏輯上存在如下關(guān)系：對下列概念的說法正確的是()A．化合物與純凈物屬于重疊關(guān)系B．金屬氧化物與堿性氧化物屬于交叉關(guān)系C．分解反應(yīng)與復分解反應(yīng)屬于并列關(guān)系D．鈉鹽與碳酸鹽屬于并列關(guān)系【解析】選C。A中，化合物屬于純凈物，二者屬于包含關(guān)系；B中，堿性氧化物屬于金屬氧化物，二者屬于包含關(guān)系；D中，鈉鹽與碳酸鹽屬于交叉關(guān)系。4．下列轉(zhuǎn)化不能一步實現(xiàn)的是()A．CuOCu(OH)2B．CuSO4CuC．CaCO3CaO D．MgSO4MgCl2【解析】選A。CuO不能一步轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2，因為CuO不可以和水反應(yīng)，故A為正確答案；CuSO4可以與Fe反應(yīng)一步制備Cu，故B不能選；CaCO3可以發(fā)生分解反應(yīng)一步制備CaO，故C不能選；MgSO4可以與BaCl2反應(yīng)一步制備MgCl2，故D不能選。5．景泰藍正名“銅胎掐絲琺瑯”，俗名“琺藍”，又稱“嵌琺瑯”，是中國著名的特種金屬工藝品類之一，到明代景泰年間這種工藝技術(shù)制作達到了巔峰，故后人稱這種金屬器為“景泰藍”。葉圣陶在《景泰藍的制作》中詳細描寫了制景泰藍的工藝程序。下列工藝不涉及化學變化的是()A.掐絲：粘銅絲→燒焊→硫酸煮→清水洗B．點藍：將鉛丹、硼酸鹽等化合熔制后填色C．燒藍：高溫焙燒、三填三燒D．打磨：用金剛砂、磨刀石、椴木炭三次水磨【解析】選D。A.在燒焊時銅能被氧氣氧化為CuO，用硫酸煮時CuO能和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，均為化學變化，A錯誤；B.鉛丹、硼酸鹽等原料在化合熔制過程有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，B錯誤；C.高溫焙燒過程有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，C錯誤；D.打磨是物理過程，無新物質(zhì)生成，D正確