高一化學(xué)物質(zhì)及其變化知識(shí)點(diǎn)筆記（高二上學(xué)期化學(xué)題目及答案解析）

一、物質(zhì)常見的分類方法

對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類的常見方法有以下兩種：樹狀分類法和交叉分類法。

1.物質(zhì)的樹狀分類

[特別提示](1)純凈物和混合物的區(qū)別

純凈物

混合物

有固定的組成和結(jié)構(gòu)

無固定的組成和結(jié)構(gòu)

有固定的熔、沸點(diǎn)

無固定的熔、沸點(diǎn)

保持一種物質(zhì)的性質(zhì)

保持原有物質(zhì)各自的性質(zhì)

(2)常見混合物

①溶液、濁液等。

②空氣、植物油、汽油等。

2.物質(zhì)的交叉分類

如HCl是一元酸、無氧酸；H2SO4是二元酸、含氧酸。

[特別提示]　物質(zhì)的交叉分類是應(yīng)用最廣泛的分類方法，因?yàn)橐环N物質(zhì)具有多種性質(zhì)，可以按某一種性質(zhì)分類，也可以按另一種性質(zhì)分類，在以后的學(xué)習(xí)中注意應(yīng)用交叉分類學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)；物質(zhì)的樹狀分類是宏觀把握物質(zhì)的一種分類方法，尤其是學(xué)習(xí)化學(xué)概念時(shí)一般應(yīng)用這種分類方法。

【典例1】　下列十種物質(zhì)：①水　②空氣　③鐵　④二氧化碳　⑤H2SO4⑥熟石灰[Ca(OH)2]⑦膽礬　⑧FeCl3溶液　⑨堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]⑩碳酸氫鈉(NaHCO3)

其中屬于混合物的是________(填序號(hào)，下同)；屬于氧化物的是________；屬于堿的是________；屬于酸的是________；屬于鹽的是________。

解析　堿式鹽[Cu2(OH)2CO3]、酸式鹽(NaHCO3)、結(jié)晶水合物(如膽礬CuSO4·5H2O)，都有固定的組成，均為純凈物，而FeCl3溶液包含FeCl3和水，屬于混合物。

答案②⑧①④⑥⑤⑦⑨⑩

理解感悟　物質(zhì)分類的標(biāo)準(zhǔn)較多，類別較多，但是都是以物質(zhì)的基本概念進(jìn)行區(qū)別和聯(lián)系的。如：有固定組成的物質(zhì)就是純凈物，如CuSO4·5H2O，其中CuSO4與結(jié)晶水的個(gè)數(shù)比是1∶5，組成固定，屬于化合物，所以CuSO4·5H2O是純凈物，不是混合物。由一種元素與氧元素組成的化合物是氧化物；在水溶液中電離出來的陰離子均為OH－的化合物是堿；在水溶液中電離出來的陽離子均為H＋的化合物是酸；由金屬陽離子(或銨根離子)與酸根離子組成的化合物為鹽。因此，只要我們把握好概念的內(nèi)涵和外延，從本質(zhì)理解概念，就可以把繁雜的分類知識(shí)掌握了。

二、對(duì)比三種分散系　學(xué)會(huì)制備膠體

把一種(或多種)物質(zhì)分散在另一種(或多種)物質(zhì)中所得到的體系叫分散系，其中被分散的物質(zhì)稱作分散質(zhì)，分散其他物質(zhì)的物質(zhì)稱作分散劑，即：分散系＝分散質(zhì)＋分散劑。

三種分散系的比較

分散系

溶液

膠體

濁液

分散質(zhì)粒子的種類

分子、離子

較多分子的集合體或大分子

大量分子的集合體(固體小顆粒或小液滴)

分散質(zhì)粒子的直徑

d<1 nm

1 nm<d<100 nm

d>100 nm

外部特征

均一、透明、

穩(wěn)定

均一、透明、較穩(wěn)定

不均一、不透明、不穩(wěn)定

能否透過濾紙

能

能

不能

鑒別方法

無丁達(dá)爾效應(yīng)

有丁達(dá)爾效應(yīng)

靜置分層

實(shí)例

食鹽水、碘酒

氫氧化鐵膠體、淀粉溶膠

泥水

【典例2】　我國科學(xué)家在世界上第一次為一種名為“鈷酞菁”的分子(直徑為1.3×10－9 m)恢復(fù)了磁性。“鈷酞菁”分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與人體內(nèi)的血紅素及植物體內(nèi)的葉綠素非常相似。下列說法中不正確的是()

A.“鈷酞菁”分子所形成的分散系具有丁達(dá)爾效應(yīng)

B.“鈷酞菁”分子不能透過濾紙

C.此項(xiàng)工作可以用來改變分子的某些物理性質(zhì)

D.此工作可廣泛應(yīng)用于光電器件、生物技術(shù)等方面

解析　直徑為1.3×10－9m符合膠體微粒直徑范圍，所以具有丁達(dá)爾效應(yīng)，A對(duì)；膠體能透過濾紙，不能透過半透膜，B錯(cuò)；磁性為物理性質(zhì)，C對(duì)。

答案B

理解感悟　分散質(zhì)粒子直徑介于1～100 nm之間是膠體的本質(zhì)特征，所以先從分散質(zhì)粒子的大小確定其是哪種分散系，再據(jù)此判斷各項(xiàng)是否正確。

三、電解質(zhì)中的“是與非”

電解質(zhì)中的“是與非”

(1)電解質(zhì)、非電解質(zhì)的相同之處在于它們都是化合物，單質(zhì)和混合物既不屬于電解質(zhì)，又不屬于非電解質(zhì)；電解質(zhì)、非電解質(zhì)的不同之處是在水溶液里或熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電。

(2)電解質(zhì)概念中的“或”，指兩種情況任取一種即可；非電解質(zhì)中的“無論”和“都”，指兩種情況必須同時(shí)滿足。

(3)從物質(zhì)類別上把握概念更清晰明了。如：酸、堿、金屬氧化物、大多數(shù)鹽以及H2O為電解質(zhì)。酒精、蔗糖和大多數(shù)非金屬氧化物是非電解質(zhì)。

(4)能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)，如石墨等；電解質(zhì)本身不一定能導(dǎo)電，如食鹽晶體。

(5)NH3、SO2溶于水均能導(dǎo)電，但并非它們本身能電離出自由離子，而是它們與水反應(yīng)的生成物NH3·H2O、H2SO3能電離出離子，所以NH3、SO2都是非電解質(zhì)。

【典例3】　下列狀態(tài)的物質(zhì)，既能導(dǎo)電又屬于電解質(zhì)的是()

A.MgCl2晶體 B.NaCl溶液 C.液態(tài)HCl D.熔融的NaOH

解析　B項(xiàng)是混合物，不是電解質(zhì)；A、C、D項(xiàng)都是電解質(zhì)，但MgCl2晶體中離子不能自由移動(dòng)，不能導(dǎo)電；C項(xiàng)中是分子，沒離子，也不導(dǎo)電。

答案D

四、離子方程式的書寫與正誤判斷方法

1.離子方程式的書寫方法要求

抓住兩易、兩等、兩查

兩易：即易溶、易電離的物質(zhì)(包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)可溶性鹽)以實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號(hào)表示，非電解質(zhì)、難電離的物質(zhì)(包括弱酸、弱堿、水等)、難溶物、單質(zhì)、氣體、氧化物等用化學(xué)式表示。

兩等：離子方程式兩邊的原子個(gè)數(shù)、電荷總數(shù)均對(duì)應(yīng)相等。

兩查：檢查各項(xiàng)是否都有公約數(shù)，是否漏寫必要的反應(yīng)條件。

2.離子方程式的正誤判斷方法

(1)看是否符合客觀事實(shí)。如Fe跟稀H2SO4反應(yīng)，寫成2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑是錯(cuò)誤的。

(2)看化學(xué)式拆寫是否正確。如NaHCO3與稀HCl反應(yīng)寫成2H＋＋CO32－===CO2↑＋H2O是錯(cuò)誤的。

(3)看是否遵循質(zhì)量守恒和電荷守恒。如Zn＋Ag＋===Zn2＋＋Ag電荷不守恒。

(4)看是否漏掉部分離子反應(yīng)。如H2SO4溶液與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)，寫成Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓或H＋＋OH－===H2O都是錯(cuò)誤的。

【典例4】 判斷下列離子方程式是否正確，錯(cuò)誤者指明原因，并寫出正確的離子方程式。

①鐵粉溶于稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

②用三氯化鐵溶液制取Fe(OH)3膠體：Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3H＋

③氫氧化銅溶于鹽酸：OH－＋H＋===H2O

④氫氧化鋇溶液與硫酸銅溶液混合：2OH－＋Cu2＋===Cu(OH)2↓

⑤鋁與氯化銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)：Al＋Cu2＋===Al3＋＋Cu

⑥硫酸溶液與氫氧化鋇溶液混合：H＋＋OH－＋SO42－＋Ba2＋===BaSO4↓＋H2O

⑦碳酸鈣溶于硝酸溶液：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O

⑧碳酸氫鈣溶液與足量氫氧化鈉溶液混合：HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O

答案

序號(hào)

正誤判斷

錯(cuò)誤原因

正確的離子方程式

①

×

不符合反應(yīng)事實(shí)，產(chǎn)物應(yīng)為Fe2＋，不是Fe3＋

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

②

×

產(chǎn)物為Fe(OH)3膠體，不是沉淀

Fe3＋＋3H2O△===== Fe(OH)3(膠體)＋3H＋

③

×

氫氧化銅不能寫成OH－，應(yīng)寫化學(xué)式

Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O

④

×

生成Cu(OH)2沉淀的同時(shí)生成BaSO4沉淀

Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋SO42－===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓

⑤

×

反應(yīng)方程式兩邊電荷不守恒

2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu

⑥

×

生成BaSO4與H2O的物質(zhì)的量之比應(yīng)為1∶2

2H＋＋SO42－＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O

⑦

√

⑧

×

Ca2＋應(yīng)參加反應(yīng)，有CaCO3沉淀生成

Ca2＋＋2HCO3－＋2OH－===CaCO3↓＋CO32－＋2H2O

五、離子在水溶液中能否大量共存的判斷

1.離子在溶液中能否大量共存的關(guān)鍵就是看離子間是否符合離子反應(yīng)發(fā)生的條件，若反應(yīng)，則不能大量共存。

(1)看離子間能否生成難溶物、微溶物。要熟練記憶酸、堿、鹽的溶解性，特別是難溶性的鹽類。

(2)看離子間能否反應(yīng)生成氣體。氣體又有酸性氣體和堿性氣體兩種，具體表現(xiàn)為易揮發(fā)弱酸的酸根與H＋不能大量共存；銨鹽與強(qiáng)堿不能大量共存。

(3)看離子間能否反應(yīng)生成難電離的物質(zhì)(弱酸、弱堿、水等)。酸中的鹽酸、硫酸和硝酸易電離，其他的酸一般難電離；堿中的氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇易電離，其他的堿均認(rèn)為是難電離。

(4)看離子間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)等。

2.注意題目中附加的限定性條件

(1)無色透明的溶液中，不能存在有色離子，如Cu2＋(藍(lán)色)、Fe3＋(棕黃色)、Fe2＋(淺綠色)、MnO4－(紫色)等。

(2)在強(qiáng)酸性溶液中，與H＋起反應(yīng)的離子不能大量存在。

(3)在強(qiáng)堿性溶液中，與OH－起反應(yīng)的離子不能大量存在。

【典例5】 在無色透明的溶液中，可以大量共存的離子組是 ()

A.MnO4－、Fe2＋、K＋、Cl－ B.Cu2＋、Na＋、Cl－、SO42－

C.Ca2＋、Cl－、NO3－、K＋ D.Ca2＋、H＋、OH－、CO32－

解析　MnO4－、Fe2＋、Cu2＋在溶液中均顯一定的顏色，A、B項(xiàng)不合題意；D項(xiàng)中H＋＋OH－===H2O,2H＋＋CO32－===CO2↑＋H2O，Ca2＋＋CO32－===CaCO3↓，故D項(xiàng)不合題意。

答案C

理解感悟　溶液中的離子共存，是一種要求較高的題型，所涉及的知識(shí)多且廣，特別要求能熟練掌握一些邊緣零碎知識(shí)。同時(shí)在答題時(shí)要注意題目中的一些附加的、隱含的條件。

【典例6】 某溶液的溶質(zhì)可能由下列離子組成：Cl－、SO42－、CO32－、H＋、Ba2＋、Na＋，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)向溶液中加入過量的BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，過濾；

(2)向(1)中濾液里加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；

(3)將(1)中的沉淀加入稀鹽酸中，沉淀部分消失，有氣體產(chǎn)生。

依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可以推斷，原溶液中一定含有________；一定沒有____________；可能含有__________________。

解析　推斷溶液中肯定存在、肯定不存在及可能存在什么離子，是考查離子反應(yīng)的又一種重要題型。其命題形式通常是給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)事實(shí)，要求通過對(duì)題述實(shí)驗(yàn)、離子性質(zhì)、離子共存的分析而得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)(1)說明原溶液中沒有Ba2＋；由實(shí)驗(yàn)(3)(白色沉淀部分消失、產(chǎn)生氣體)可知一定含有SO42－(BaSO4不溶于鹽酸)、CO32－；由于加入BaCl2溶液引入了Cl－，所以不能由實(shí)驗(yàn)(2)確定原溶液中含Cl－；而CO32－與H＋不能大量共存，所以肯定不含有(大量)H＋；3種陽離子中只剩下Na＋了，則必然含有Na＋。

答案SO42－、CO32－、Na＋H＋、Ba2＋Cl－

理解感悟　解這類題要充分分析離子的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和離子共存(離子共存是重要的隱含條件)等因素，并特別注意在實(shí)驗(yàn)中加入某試劑時(shí)，是否引入或生成了原溶液中可能存在的離子，以及當(dāng)只剩下一種陽(陰)離子時(shí)，一定含有這種陽(陰)離子。

六、快速準(zhǔn)確熟記氧化還原反應(yīng)有關(guān)概念的方法

氧化還原反應(yīng)是有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)，其表現(xiàn)特征是元素的化合價(jià)發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。氧化還原反應(yīng)中的概念較多，極易混淆。運(yùn)用下列方法，可以快速準(zhǔn)確的掌握氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念。

1.理清概念間的關(guān)系

2.聯(lián)想記憶關(guān)鍵詞

(1)記憶口訣：“升失氧還、降得還氧”。其含義即：化合價(jià)升高→失去電子(電子對(duì)偏離)→被氧化→還原劑→具有還原性(失電子能力)；化合價(jià)降低→得到電子 (電子對(duì)偏向)→被還原→氧化劑→具有氧化性(得電子能力)。

(2)記憶口訣：“劑性一致，其他相反”。其含義即：氧化劑具有氧化性，還原劑具有還原性；“其他相反”即氧化劑被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，得還原產(chǎn)物；還原劑被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，得氧化產(chǎn)物。

3.學(xué)會(huì)正確的分析方法

化合價(jià)變化是分析一切氧化還原反應(yīng)問題的前提和基礎(chǔ)，正確標(biāo)出各元素的化合價(jià)是分析氧化還原反應(yīng)的關(guān)鍵和突破口。具體方法是找變價(jià)，判類型(是否為氧化還原反應(yīng))；分升降，定其他(化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價(jià)降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng))。

【典例7】　單質(zhì)鈦(Ti)抗腐蝕能力強(qiáng)(放在大海中幾周后仍金光閃閃)，機(jī)械強(qiáng)度高，有“未來金屬”之稱。又因用它制的“骨頭”置入人體后可以在上面長(zhǎng)肉，所以又有“親生物金屬”之美譽(yù)。工業(yè)上常用硫酸分解鈦鐵礦(FeTiO3，鐵為＋2價(jià))的方法來制取TiO2，再由TiO2制金屬鈦。主要反應(yīng)有：

①FeTiO3＋3H2SO4===Ti(SO4)2＋FeSO4＋3H2O

②Ti(SO4)2＋3H2O===H2TiO3↓＋2H2SO4

③H2TiO3△=====TiO2＋H2O

④TiO2＋2C＋2Cl2△=====TiCl4↑＋2CO↑

⑤TiCl4＋2Mg△=====2MgCl2＋Ti

上述反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的有()

A.①② B.①⑤ C.③④ D.④⑤

解析　氧化還原反應(yīng)的判斷依據(jù)是有化合價(jià)變化，否則就是非氧化還原反應(yīng)。①中Fe反應(yīng)前后都是＋2價(jià)，Ti反應(yīng)前后都是＋4價(jià)，是非氧化還原反應(yīng)。②③中Ti都是＋4價(jià)。④中C、Cl2是單質(zhì)，化合價(jià)肯定有變化。⑤中Ti、Mg的化合價(jià)都有變化。

答案D

【典例8】　分析下列反應(yīng)中元素在反應(yīng)前后的化合價(jià)升降、電子得失及被氧化、被還原情況，并指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

(1)Cl2＋H2O===HCl＋HClO

(2)CH4＋2O2點(diǎn)燃=====CO2＋2H2O

(3)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

解析　(1)中Cl2中的Cl是0價(jià)，反應(yīng)后分別是－1價(jià)和＋1價(jià)，是歧化反應(yīng)，所以Cl2的化合價(jià)是既升又降，它既是氧化劑又是還原劑。

(2)C從－4→＋4價(jià)，共失8e－，CH4為還原劑；O原子從0→－2價(jià)，每個(gè)原子降2價(jià)，4個(gè)氧原子，共降8價(jià)。

(3)HNO3中的N為＋5價(jià)，要注意Cu(NO3)2中的N也是＋5價(jià)(沒變價(jià))，變價(jià)的是NO中的N(＋2價(jià))。

答案(1)

Cl2既是氧化劑又是還原劑，HCl是還原產(chǎn)物，HClO是氧化產(chǎn)物。

(2

CH4為還原劑，CO2為氧化產(chǎn)物，O2為氧化劑，CO2、H2O為還原產(chǎn)物。

(3)

Cu為還原劑，HNO3為氧化劑，Cu(NO3)2為氧化產(chǎn)物，NO為還原產(chǎn)物。

七、守恒法在氧化還原反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用

1.氧化還原反應(yīng)的計(jì)算主要有求氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比或質(zhì)量之比，計(jì)算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量，確定反應(yīng)前后某一元素的價(jià)態(tài)變化或物質(zhì)的化學(xué)式等。其計(jì)算的關(guān)鍵是依據(jù)氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等(即得失電子守恒)。

2.電子守恒解題步驟：首先找出氧化劑、還原劑及其物質(zhì)的量以及每摩爾氧化劑、還原劑得失電子的量，然后根據(jù)電子守恒列等式：氧化劑的物質(zhì)的量×每摩爾氧化劑得電子數(shù)＝還原劑的物質(zhì)的量×每摩爾還原劑失電子數(shù)，利用這一等式，解氧化還原反應(yīng)計(jì)算題，可化難為易，化繁為簡(jiǎn)。

【典例9】　實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制氯氣的反應(yīng)為MnO2＋4HCl(濃)△=====MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。反應(yīng)中，如果有17.4 g 100%的MnO2被還原，那么：

(1)被氧化的氯化氫的質(zhì)量為___________________________________________。

(2)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________________________________________。

(3)紡織工業(yè)中常用氯氣作漂白劑，漂白布匹后，過量的氯需要除去，通常可用Na2SO3作“脫氯劑”，脫氯后的產(chǎn)物為Na2SO4，氯變?yōu)椋?/span>1價(jià)。若把本題中產(chǎn)生的Cl2完全轉(zhuǎn)化，需要Na2SO3的質(zhì)量為______________________________________________________。

解析　(1)設(shè)被氧化的HCl的質(zhì)量為x，則有如下關(guān)系：

MnO2＋4HCl(濃)△=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O～被氧化2HCl

則：17.4 g87＝x2×36.5　解得：x＝14.6 g

(2)該方程式中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2，所以電子數(shù)(未知量)與MnO2(已知量)的關(guān)系為MnO2～2e－

(3)Na2SO3與Cl2的反應(yīng)為Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl，所以MnO2(已知量)與Na2SO3(待求量)的物質(zhì)的量比關(guān)系為MnO2～Cl2～Na2SO3。

綜合上述關(guān)系，有如下關(guān)系式：

MnO2～2e－～Na2SO3

即17.4 g87 g＝n(e－)2 mol＝m(Na2SO3)126 g

解之得：n(e－)＝0.4 molm(Na2SO3)＝25.2 g

答案(1)14.6 g

(2)0.4 mol

(3)25.2 g