高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 元素与物质分类第1课时导学案

第1节　元素与物质分类

第1课时　元素与物质的关系　物质分类与物质性质

元素与物质的关系

1．元素在物质中的存在形态

(1)物质都是由元素组成的，仅由一种元素组成的纯净物称为单质，由两种或两种以上的元素组成的纯净物称为化合物。

(2)元素以单质形式存在时，称为元素的游离态；以化合物形式存在时，称为元素的化合态。

2．元素在物质中的化合价(以碳元素为例)

物质的分类

1．分类的目的：同一类别的物质具有一定的相似性，物质分类的目的是找到同一类别物质的有关规律和它们之间的内在联系。

2．物质分类的依据

物质的组成是物质分类的常用依据，结合物质的性质可以对物质进一步分类。

(1)按物质的组成分

(2)按物质的性质分

①

②根据在水溶液中或熔融状态下能否导电，可将化合物分为电解质和非电解质。

③根据在反应中所含元素化合价的改变情况，可将反应物分为氧化剂和还原剂。

物质的性质

1．酸的通性

酸＋

2．碱的通性

碱＋

3．盐的通性

盐＋

4．氧化物的通性

氧化物

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)纯漂白粉是纯净物。(　　)

(2)H2O、CO2、Na2CO3是氧化物。(　　)

(3)纯碱属于碱类物质。(　　)

(4)仅由一种元素组成的物质一定是纯净物。(　　)

(5)CO2是酸性氧化物，CaO为碱性氧化物。(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

解析　(1)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，是混合物。

(2)Na2CO3是盐。

(3)纯碱是Na2CO3的俗称。

(4)O2、O3的混合物仅有氧元素组成。

2．墨鱼骨粉(主要成分为CaCO3)可作治疗胃酸过多的药剂。CaCO3属于(　　)

A．氧化物  B．酸 

C．碱  D．盐

答案　D

解析　CaCO3是由钙离子和碳酸根离子构成的化合物，属于盐，D正确。

3．下列物质属于混合物的是(　　)

A．矿泉水  B．蔗糖

C．液氯  D．碳酸钠

答案　A

4．下列物质中属于氧化物的是(　　)

A．冰水混合物  B．氧气

C．氯酸钾  D．乙醇

答案　A

解析　A项，冰水混合物是水，水是由氧元素和氢元素组成的化合物，属于氧化物，A正确；B项，只含有氧元素，是单质，B错误；C项，氯酸钾是由三种元素组成的化合物，不属于氧化物，C错误；D项，乙醇含有三种元素，是含氧化合物，D错误。

5．请将Fe、Cu、S、H2、HCl、NaOH、H2SO4、Ba(OH)2、NaHCO3、K2O、CuO、NaCl按其组成和性质填入下列空白：

答案　Fe、Cu　S、H2　HCl、H2SO4　NaOH、Ba(OH)2　NaCl、NaHCO3　K2O、CuO

探究一　元素与物质的关系

你已经接触过许多物质，如钠、镁、铁、氧化镁、氯化钠、氢氧化钠、一氧化碳、二氧化碳、氯气、氢气、氧气、氯化亚铁、三氧化二铁、碳酸钠、碳单质、硫酸、碳酸、氯化铁等。

1．组成这些物质的元素有哪些？

提示：组成这些物质的元素有Na、Mg、Fe、O、Cl、H、C、S。

2．你能从元素组成的角度将这些物质分类吗？

提示：可根据是否为由同一种元素组成的纯净物，将其分为单质和化合物。

3．在中学化学中我们学习了大量含碳元素的物质，如碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙、碳酸(H2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)等。

(1)你知道碳元素还能参与组成哪些物质吗？

(2)在这些物质中，碳元素的化合价是怎样的？

(3)碳元素参与组成的这些物质之间具有怎样的关系呢？

提示：(1)所有的有机物、BaCO3……

(2)碳元素的化合价有0、＋2、＋4价等。

(3)这些物质都含有碳元素，这些物质一定条件下可以相互转化。

1．由同种元素组成的物质不一定是纯净物，如：由氧元素组成的物质可以是O2、O3的混合物。

2．核心元素相同的物质在一定条件下可以相互转化。

1．下列说法中，正确的是(　　)

A．每种元素在自然界都能以游离态和化合态两种形式存在

B．所有的物质都是由分子构成的

C．在化合物中，金属元素只能显正价，非金属元素只能显负价

D．所有的物质都是由元素组成的

答案　D

解析　有些元素在自然界中以“游离态”和“化合态”两种形式存在，但有些元素只以化合态存在；有些物质是由分子构成的，有些物质是由原子或离子构成的；在化合物中金属元素只能显正价，非金属元素既能显正价也能显负价，如NH4NO3中，N元素既显正价又显负价。

2．由两种元素组成的物质(　　)

A．一定是氧化物  B．一定是化合物

C．可能是混合物  D．可能是纯净物且为单质

答案　C

解析　

两种元素组成的物质

探究二　物质分类与物质性质

1．按照物质类别将下列物质分类。

铁、碳单质、二氧化碳、碳酸钙、碳酸钠、氧气、氧化钙、氢氧化钙、盐酸、氯化钠、氯化钡、硫酸、硫酸钠、硫酸铜、氢氧化铜、氢氧化钠、硝酸银。

提示：

2．非金属单质可能与哪些类别的物质发生反应(以Cl2为例)?

提示：

3．你能基于物质类别探究一种陌生物质的性质吗？说说你的思路。

提示：先通过分析其组成(或用符号表示的物质组成)判断其所属类型，然后根据其所属类型的通性，预测其性质，并设计实验验证。

1．分类的依据和标准不同，同一物质的分类结果不同。如：CaO按组成分，是金属氧化物；按性质分，是碱性氧化物；按用途分，是干燥剂……。

2．酸性氧化物和碱性氧化物的几点说明

(1)碱性氧化物一定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物。例如：Na2O2是过氧化物，Al2O3是两性氧化物，Mn2O7是酸性氧化物。

(2)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物也不一定是酸性氧化物。例如：CO、NO、NO2等不是酸性氧化物。

(3)碱不一定都有对应的碱性氧化物。例如：NH3·H2O无对应碱性氧化物。

(4)酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸和碱(如SiO2、Fe2O3)。

3．下列各组物质按单质、化合物和混合物顺序排列正确的是(　　)

A．冰、生石灰、空气  B．碘酒、纯碱、烧碱

C．液氧、盐酸、沼气  D．金刚石、苛性钠、食盐水

答案　D

解析　单质是指由同种元素组成的纯净物，因此，液氧、金刚石为单质。化合物是指由不同种元素组成的纯净物，所以冰、生石灰、纯碱、烧碱、苛性钠为化合物。混合物是指由不同种物质组成的物质，因此，空气、碘酒、盐酸、沼气(主要成分是甲烷)、食盐水为混合物。

4. (双选)KOH是我国古代纺织业常用于漂洗的洗涤剂。古代制取KOH的部分流程如右图。则流程中没有涉及的化学反应类型是(　　)

A．化合反应  B．分解反应

C．置换反应  D．复分解反应

答案　BC

解析　CaO＋H2O===Ca(OH)2(化合反应)；Ca(OH)2＋K2CO3===CaCO3↓＋2KOH(复分解反应)。

解不同类别物质之间转化类题的通用模板

1．物质的分类

物质

2．单质、氧化物、酸、碱、盐的转化关系

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．氧化物

答案　A

解析　题述各物质中含有的碘、铁、钙、硒和氟都是指元素。

2．下列各组物质按酸、碱、盐依次排列的是(　　)

A．醋酸、乙醇、氯化钠

B．硝酸、烧碱、纯碱

C．碳酸氢钠、氢氧化铜、硫酸钾

D．盐酸、熟石灰、苛性钠

答案　B

3．下列选项中各物质的分类、名称(或俗名)、化学式都正确的是(　　)

答案　D

解析　A项中氧化铁的化学式为Fe2O3；B项中碳酸气应为CO2；C项中硫酸的化学式为H2SO4。

4．下列选项中物质的类别属于图中阴影部分的是(　　)

A．K2CO3  B．NaHCO3

C．NaCl  D．Na2CO3

答案　D

解析　K2CO3不属于钠盐，A错误。NaHCO3属于酸式盐，B错误。NaCl不属于碳酸盐，C错误。Na2CO3是碳酸盐、钠盐同时也是正盐，D正确。

5．下列说法正确的是(　　)

A．纯净物一定由分子构成

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　纯净物可以由同种分子构成，如水、O2等，也可以由同种原子构成，如稀有气体，还可以由离子构成，A错误，B正确；混合物可以由两种以上元素组成，也可以由一种元素组成，如金刚石和石墨的混合物，只含碳元素，C错误；含氧元素的化合物不一定是氧化物，如Na2CO3、H2SO4等，D错误。

6．下列对Na2CO3的叙述中不正确的是(　　)

A．该物质属于盐类

B．该物质既含金属元素又含非金属元素

C．该物质不能发生化合反应

D．该物质有时候能和NaOH划为一类

答案　C

解析　Na2CO3既含金属元素又含非金属元素(酸根离子)，属于盐类，与NaOH具有相同的阳离子。Na2CO3能和水、二氧化碳发生化合反应生成NaHCO3。

7．在稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁片和木炭粉9种物质间存在如图所示的相互关系，选择①～⑤中适当的物质，使有连线的两物质能发生反应。

(1)请推断它们的化学式分别为①________；②________；③________；④________；⑤________。

(2)写出下列序号之间的化学方程式：

①和②：_____________________________________________________；

②和④：______________________________________________________；

②和⑤：_____________________________________________________；

③和④：_____________________________________________________。

答案　(1)Fe　H2SO4　CO2　CaO　Na2CO3

(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

CaO＋H2SO4===CaSO4＋H2O

Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O

CO2＋CaO===CaCO3

解析　据单质①能和酸②发生化学反应，推知①应为活泼金属单质即为铁，而酸只有稀H2SO4，即②为稀H2SO4，则氧化物④应为碱性氧化物CaO，从而氧化物③为酸性氧化物，即CO2，⑤属于盐且其溶液既能与H2SO4反应，又能与CaO反应，则⑤应为Na2CO3。

课时作业

一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意)

1．下列各组物质中，第一种为单质，第二种为混合物，第三种为化合物的是(　　)

A．水银、清洁的空气、烧碱  B．食盐、双氧水、纯碱

C．金刚石、胆矾、硝酸  D．氧气、自来水、盐酸

答案　A

解析　水银是汞单质，空气是混合物，烧碱是NaOH，属于化合物，A正确；食盐的主要成分是氯化钠，还含有其他物质(如KIO3)，所以食盐是混合物，B错误；金刚石是碳单质，胆矾是硫酸铜晶体，是由多种元素组成的纯净物，属于化合物，C错误；氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，自来水的主要成分是水，还含有其他物质，属于混合物，盐酸是氯化氢的水溶液，属于混合物，D错误。

2．下列说法正确的是(　　)

A．只含一种元素的物质一定是单质

B．非金属氧化物一定是酸性氧化物

C．非金属氧化物和金属氧化物在一定条件下可以相互转化

D．纯碱既是钠盐又是酸式盐

答案　C

解析　只含一种元素的物质不一定是纯净物，所以不一定是单质；水是非金属氧化物，但不是酸性氧化物；纯碱是指Na2CO3，它属于正盐。C正确，如CO2＋2MgC＋2MgO,2CuO＋C2Cu＋CO2↑。

3．实验室里有4个药品橱，已经存放以下药品：

实验室新购进一些碘，应该将这些碘放在(　　)

A．甲橱  B．乙橱

C．丙橱  D．丁橱

答案　C

解析　根据题意可知甲橱中的药品为酸，乙橱中的药品为碱，丙橱中的药品为非金属单质，丁橱中的药品为金属单质，碘属于非金属单质，故放在丙橱中。

4．下列关于化合物的分类正确的是(　　)

答案　A

解析　纯碱属于盐，不是碱；氮化镁不属于氧化物；醋酸溶液属于混合物，不属于化合物。

5．下列物质所属类别正确的一组是(　　)

A．混合物：空气、水煤气、碱石灰

B．碱性氧化物：氧化钙、过氧化钠、氧化铁

C．酸性氧化物：二氧化硫、七氧化二锰、一氧化碳

D．正盐：氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠

答案　A

解析　空气为N2、O2等气体的混合物，水煤气为CO、H2等的混合物，碱石灰为CaO、NaOH的混合物，A正确；过氧化钠不是碱性氧化物，B错误；一氧化碳不是酸性氧化物，C错误；碳酸氢钠不是正盐，属于酸式盐，D错误。

6．下列物质分类正确的是(　　)

答案　D

解析　Na2O2不属于碱性氧化物，A错误；CO不能与碱反应生成盐和水，不属于酸性氧化物，B错误；氨水是氨气的水溶液，属于混合物，C错误；NaOH、Ba(OH)2均属于碱，也属于纯净物，D正确。

7．A、B、C、D、E中都含有同一种元素，它们之间的相互转化关系如图所示，其中所含的相同元素是(　　)

A．铜  B．碳

C．铁  D．钙

答案　D

解析　A为CaO，B为Ca(OH)2，C为Ca(NO3)2，D为CaCl2，E为CaCO3。

8．一瓶气体经检验含H、Cl两种元素，则该气体成分是(　　)

A．两种单质

B．一种化合物

C．化合物与单质的混合物

D．可能是纯净物，也可能是混合物

答案　D

解析　单质为只含一种元素的纯净物，化合物为含有两种或两种以上的元素的纯净物。H、Cl两种元素可以分别组成单质(H2、Cl2)，也可两者之间组成化合物HCl。

二、选择题(本题共4小题，每小题有1个或2个选项符合题意)

9．某同学要在奥运五环中填入物质，使相连物质间能发生反应，不相连物质间不能发生反应。你认为五环中有空缺的一环应填入的物质是(　　)

A．稀硫酸  B．氧气

C．二氧化碳  D．氯化钠

答案　C

解析　空缺的环中填入的物质必须既能与NaOH溶液反应又能与C反应，四个选项中只有CO2符合，C正确。

10．对于化学反应A＋B===C＋D，下列说法中正确的是(　　)

A．若生成物C、D中有一种为单质，则该反应一定是置换反应

B．若生成物C和D分别为两种沉淀，A、B有可能为盐和碱

C．若C、D是盐和水，则A、B可能是盐和碱

D．若C、D是两种化合物，则A、B一定是化合物

答案　BC

解析　置换反应是单质＋化合物===单质＋化合物的反应，A错误；盐和碱反应有可能生成两种沉淀，如CuSO4和Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀和Cu(OH)2沉淀，B正确；盐和碱可能反应生成盐和水，如NaHSO4与NaOH反应生成Na2SO4和水，C正确；单质和化合物反应也可能生成两种化合物，如Cl2＋H2O===HCl＋HClO，D错误。

11．分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法，人们在认识事物时可采取多种分类方法。下列各组归类不合理的是(　　)

答案　C

解析　A项中物质均为含氧化合物；B项中物质均属于酸；C项中氢气燃烧、氧化钙变质、食物腐烂均为化学变化，而冰雪融化属于物理变化；D项中物质均为铵盐。本题选C。

12．如下图所示，“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应，“―→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。下面四组选项中，符合图示要求的是(　　)

答案　CD

解析　A中甲和乙、乙和丙、丙和丁均不能反应，B中甲和乙、乙和丙、丁和甲之间也不能反应，丁也不能转化为乙，故A、B不符合题意。C中反应依次为甲和乙：2CO＋O22CO2；乙和丙：CO＋CuOCu＋CO2；丙和丁：2CuO＋C2Cu＋CO2↑；甲和丁：C＋O2CO2；丁→乙：2C＋O22CO。D中，甲和乙：Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu；丁和丙：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑；甲与丁：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；乙和丙：Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu；丁→乙：2HCl＋CuO===CuCl2＋H2O。故C、D符合题意。

三、非选择题(本题共3小题)

13．单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系，可以用下图简单表示。限选择铁、碳、氧气、盐酸、氧化钙、二氧化碳、水、氢氧化钙8种物质作为反应物，将图中指定序号的转变用化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。

①C＋O2CO2；

②__________________________________________________________；

③__________________________________________________________；

④__________________________________________________________；

⑤__________________________________________________________；

⑥__________________________________________________________；

⑦__________________________________________________________。

答案　②CO2＋H2OH2CO3

③CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(或CaO＋CO2===CaCO3)

④Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

⑤CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O

⑥Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O

⑦CaO＋H2O===Ca(OH)2

解析　属于同一类的物质必定符合同一标准，就会有某一共同的性质，利用一类物质和另一类物质之间的关系，就可以找出物质之间转化的方法：

非金属酸性氧化物；金属

碱性氧化物，该题对各类物质之间的转化限定了8种物质，从这8种物质中选出符合条件的物质进行各类物质间的转化。

14．无机化合物可根据其组成和性质进行分类(如图所示)。

(1)从K、H、O、C中任选三种元素组成合适的物质，分别填在下列表格的横线上。

(2)⑦与⑧在高温条件下可以反应，其生成物分别属于____________(填物质类别；不考虑顺序)。

(3)写出利用(1)中物质制备③的化学方程式：____________________________________。

答案　(1)②H2CO3(合理即可)　③KOH　⑥K2CO3

(2)单质、氧化物

(3)K2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2KOH

解析　(1)由K、H、O、C中三种元素组成的酸为H2CO3(合理即可)，碱为KOH，盐为K2CO3。

(2)⑦与⑧在高温下的反应是冶炼铁的反应，该反应生成铁和二氧化碳，分别属于单质和氧化物。

(3)③是氢氧化钾，制备氢氧化钾可以用碳酸钾和氢氧化钙反应。

15．下列四组物质均有一种物质的类别与其他三种不同：

A．CaO、Na2O、CO2、CuO

B．H2、C、P、Cu

C．O2、Fe、Cu、Zn

D．HCl、H2O、H2SO4、HNO3

(1)以上四组物质中与众不同的物质依次是(填化学式)：

A．__________；B.__________；C．__________；D．________。

(2)这四种物质相互作用可生成一种新物质[碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3]，该反应________(填“是”或“否”)化合反应。

(3)写出碱式碳酸铜与足量盐酸反应的化学方程式：______________________________________。

答案　(1)CO2　Cu　O2　H2O　(2)是

(3)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑

解析　(1)A组物质中，CO2为酸性氧化物，其余的都是碱性氧化物；B组物质中，Cu为金属单质，其余的都是非金属单质；C组物质中，O2为非金属单质(气态)，其余的都是金属单质(固态)；D组物质中，H2O为氧化物，其余的都是酸。

(2)这四种物质反应的化学方程式为2Cu＋CO2＋H2O＋O2===Cu2(OH)2CO3，由多种物质反应只生成一种物质的反应是化合反应。