解密01 物质的组成、分类和转化
【考纲导向】
1．了解两种常见的分类方法——树状分类法和交叉分类法。
2．认识元素可以组成不同种类的物质，能根据物质的组成和性质对物质进行分类。
3．了解分散系的概念及其组成，能够区分不同的分散系。
4．认识胶体是一种常见的分散系，掌握Fe(OH)3胶体的制备方法，了解胶体的丁达尔效应及其应用。
5．熟悉单质、氧化物、酸、碱和盐等各类物质的性质及其反应类型。
6．掌握单质、氧化物、酸、碱和盐等各类物质间的相互转化的关系和规律。
【命题分析】
化学物质种类繁多，化学变化更是千姿百态、千变万化。物质的组成、性质和分类是历年高考的必考内容，属于热点问题，从命题内容上看，试题的难度不大。预计2021年高考仍以考查学生对有关化学基本概念的识记、再现能力为主，题型主要以选择题为主，主要以物质组成、性质和分类的概念为出发点，以反映重大科技成果和人们普遍关注的社会问题为切入点，将有关物质组成、分类的概念、胶体知识融合于试题之中，基本概念与其他部分化学知识和能力的相互渗透和结合将会有所加强。
核心考点一 物质的组成及分类
1．元素与物质的关系
(1)同素异形体：同种元素形成的不同单质。如金刚石、石墨和C60互为同素异形体。
(2)酸性氧化物：能与碱反应只生成盐和水的氧化物，如CO2、SO2等。
(3)碱性氧化物：能与酸反应只生成盐和水的氧化物，如CaO、 Fe2O3等。
(4)元素与物质的关系
2．元素、物质与微粒间的关系
3．物质的分类方法
(1)交叉分类法：从不同的角度对物质进行分类。例如：
(2)树状分类法：对同类事物按照某种属性进行分类。例如：
考法1 物质的分类
【典例1】(2021·新泰市第一中学北校月考)将物质进行分类，有助于理解和记忆。下列物质的分类正确的是( )
【解析】酸是水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物，碱是水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，盐是金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物，碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物，酸性氧化物是和碱反应生成盐和水的氧化物。A项，Na2CO3是盐，NaOH是碱，SO2是酸性氧化物，故A错误；B项，NO和碱不反应，属于不成盐氧化物，不是酸性氧化物，故B错误；C项，HNO3为酸，KOH为碱，CaCO3为盐，CaO为碱性氧化物，SO2为酸性氧化物，故C正确；D项，NaHSO4溶于水电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子，是酸式盐，故D错误；故选C。
【答案】C
(1)由相同元素组成的物质不一定是纯净物。如由O2、O3组成的气体就是混合物。
(2)一种分子式不只表示一种物质。如C4H10的结构有正丁烷和异丁烷。
(3) NO2不属于酸性氧化物。
(4)能与酸反应生成盐和水的氧化物就是碱性氧化物，如Na2O2不属于碱性氧化物。
(5)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7属于酸性氧化物。
考法2 物质的主要成分
【典例2】(2019•新课标Ⅱ卷)“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句，下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是( )
A．蚕丝的主要成分是蛋白质 B．蚕丝属于天热高分子材料
C．“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应 D．古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子聚合物
【解析】A项，蚕丝的主要成分是蛋白质，A项正确；B项，蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质是天然高分子化合物，B项正确；项，．“蜡炬成灰”指的是蜡烛在空气中与氧气燃烧，属于氧化反应，C项错误；D项，高级脂肪酸酯不属于高分子聚合物，D项错误；故选D。
【答案】D
考法3 物质的所属类别
【典例3】(2021·北京朝阳区高三期末)2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月壤成功返回，“可上九天揽月”成为现实。下列涉及火箭发射及“嫦娥五号”的系列材料中，主要成分均为非金属单质的是( )
【答案】A
【解析】A项，液氧和液氢为O2和H2，主要成分均为非金属单质，故A符合题意；B项，高强度芳纶纤维属于有机高分子材料，不是单质，故B不符合题意；C项，高强度锦纶纤维属于有机高分子材料，不是单质，故C不符合题意；D项，铁粉属于金属单质，故D不符合题意；故选A。
1．(2021浙江省杭州市高三教学质量检测)垃圾分类并回收利用，可以减少垃圾处理量，提高资源利用价值。下列垃圾分类不合理的是( )
【答案】A
【解析】A项，废荧光灯管属于有害垃圾，不是可回收物，A项错误，符合题意；B项，丢弃的菜叶属于厨余垃圾，B项正确，不符合题意；C项，废药品属于有害垃圾，C项正确，不符合题意；D项，卫生间废纸属于其它垃圾，D项正确，不符合题意；故选A。
2．下列有关物质的分类正确的是( )
A．混合物：水玻璃、碱石灰、明矾 B．酸：稀硫酸、次氯酸、硫酸氢钠
C．酸性氧化物：SO2、CO2、SiO2 D．碱性氧化物：CaO、Na2O2、K2O
【答案】C
【解析】水玻璃是硅酸钠的水溶液，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，明矾是KAl(SO4)2•12H2O，属于纯净物，A错误；硫酸氢钠属于盐，不是酸，B错误；SO2、CO2、SiO2均能和强碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，C正确； Na2O2与酸反应除生成盐和水外，还生成氧气，不属于碱性氧化物，D错误。
3．下列分类标准不正确的是( )
A.化学反应分为氧化还原反应、非氧化还原反应(标准：是否有电子的转移)
B.分散系分为溶液、胶体、浊液(标准：能否产生丁达尔效应)
C.纯净物分为单质、化合物(标准：组成物质的元素种数)
D.化合物分为电解质、非电解质(标准：溶于水或熔融状态能否导电)
【答案】B
【解析】分散系分为溶液、胶体、浊液的标准是分散质粒子的大小，B不正确。
4．(2021·浙江省温州市求知中学月考)下列关于纯净物、混合物、电解质、非电解质的正确组合为( )
【答案】B
【解析】A项，纯盐酸是混合物，是氯化氢的水溶液，故A错误； B项，蒸馏水、蔗糖溶液、氧化铝、二氧化硫分别属于纯净物、混合物、电解质、非电解质，故B正确；C项，铁是单质，既不是电解质又不是非电解质，碳酸钙是盐，属于电解质，故C错误；D项，大理石是混合物，主要成分是碳酸钙，甲烷为纯净物，碳酸钠为电解质，故D错误。故选B。
考点二 物质变化与化学反应分类
1．概念及相互关系
2．理解物质转化关系图
3．物质变化中的“三馏”“四色”“五解”和“十八化”归类
考法1 物质的变化类型
【典例1】(2019上海等级考)只涉及物理变化的是( )
A．次氯酸漂白 B．盐酸除锈 C．石油分馏 D．煤干馏
【解析】A项，次氯酸漂白利用的是次氯酸的漂白性，A 错误；B项，.盐酸除锈利用盐酸与氧化铁的反应，B 错误；C项，石油分馏利用烃的沸点差异，为物理性质，C 正确；D项，.煤干馏指的是在隔绝空气的情况下高温加热煤得到焦炭、煤焦油、焦炉气等的过程，为化学变化，D 错误。
【答案】C
例2 下列有关物质变化的说法正确的是( )
A．红墨水中加入漂白粉或通入二氧化硫，褪色的原因都是发生氧化还原反应
B．氧气与臭氧的相互转化、16O与18O间的相互转化都能通过化学变化实现
C．油脂皂化和乙醇酯化都属于取代反应
D．煤的气化与石油的分馏都是物理变化
【解析】A项，红墨水中加入漂白粉或通入二氧化硫，褪色的原因前者是发生氧化还原反应，后者是非氧化还原反应，A错误；B项，氧气与臭氧的相互转化属于化学变化，16O与18O间的相互转化不是化学变化，B错误；C项，油脂皂化和乙醇酯化都属于取代反应，C正确；D项，煤的气化是化学变化，石油的分馏是物理变化，D错误。
【答案】C
(1)原子是化学变化中的最小微粒，即在化学反应中原子的原子核是不发生变化的，如同位素原子之间的相互转化不属于化学变化。
(2)化学变化中一定存在着化学键的断裂与形成，但存在化学键断裂的变化不一定是化学变化，如HCl溶于水，熔融氯化钠的电离等是物理变化。
(3)物理变化是没有新物质生成的变化，原物质保持不变。常见实例：金属导电、蒸馏、吸附、升华、焰色反应、胶体聚沉等。
(4)化学变化是有新物质生成的变化，实质是物质中原子重新组合，伴随着旧键的断裂和新键的形成。常见实例：同素异形体之间的相互转化、干馏、爆炸、电解质溶液导电、钝化、煤的气化和液化、石油的裂化和裂解等。
考法2 物质的变化与用途
【典例2】(2019江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈
C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白 D．Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝
【解析】A项，碳酸氢铵为可溶性铵盐，含有N元素，可以作肥料，与其热稳定性无关，故A错误；B项，稀硫酸能和氧化铁反应生成可溶性的硫酸铁和水，所以能除锈，该反应中体现稀硫酸的酸性，故B正确；C项，二氧化硫具有漂白性，能漂白纸张，所以用二氧化硫漂白纸浆与其氧化性无关，故C错误；D项，氧化铝熔融状态下能导电且Al较活泼，所以工业上采用电解氧化铝的方法冶炼Al，用氧化铝冶炼Al与其两性无关，故D错误；故选B。
【答案】B
1．(2021·福建厦门市期末)2020年世界十大重要科学发现中，涉及化学变化的是( )
A．低温电镜达到原子分辨率 B．臭氧层正在自我修复
C．卫星图像绘制树木地图 D．发现银河系快速射电暴来源
【答案】B
【解析】有新物质生成的变化是化学变化，没有新物质生成的不是化学变化。A项，低温电镜达到原子分辨率是研究物质结构与组成的一种方法，没有新物质生成，不涉及化学变化，故A不符合题意；B项，臭氧层正在自我修复，说明有物质转化为臭氧，有新物质生成，涉及化学变化，故B符合题意；C项，卫星图像绘制树木地图，没有新物质生成，不涉及化学变化，故C不符合题意；D项，发现银河系快速射电暴来源，没有新物质生成，不涉及化学变化，故D不符合题意；故选B。
2． (2019·浙江4月选考)下列属于置换反应的是( )
A．4NH3＋5O2 4NO＋6H2O B．2Na2SO3＋O2 2Na2SO4
C．2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2 D．2KI＋Cl2 2KCl＋I2
【答案】D
【解析】A项，该反应属于氧化还原反应，但不是置换反应，A不合题意；B项，该反应是化合反应，B不合题意；C项，该反应属于氧化还原反应，但不是置换反应，C不合题意；D项，该反应符合置换反应定义，属于非金属单质之间的置换反应，活泼性强的非金属单质置换出活泼性较弱的非金属单质，D符合题意。
3．根据下列物质的化学性质，判断其应用错误的是 ( )
A．酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒
B．CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂
C．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂
D．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
【答案】C
【解析】酒精可以杀菌消毒的原因就是其能够使蛋白质变性，A正确；CaO能与SO2反应，可以吸收工业废气中的SO2，CaO＋SO2===CaSO3，B正确；明矾水解生成的Al(OH)3胶体可作净水剂，但是不能作漂白剂，C错误；因为镧镍合金可以吸收H2，故可以用作储氢材料，D正确。
4．下列生活中的做法没有利用物质化学性质的是( )
A．葡萄酒中添加二氧化硫
B．鲜花店的老板用浸泡了高锰酸钾的硅土延长鲜花的保存期
C．用双氧水漂洗衣服上的污渍
D．夏天超市用干冰给物质降温
【答案】D
【解析】葡萄酒中添加二氧化硫的作用是抗氧化、防腐、杀菌，利用了它的化学性质，A项不符合题意；成熟的植物会释放乙烯气体，高锰酸钾会和乙烯发生氧化反应，所以可以起到鲜花保鲜的作用，B项不符合题意；双氧水具有氧化性，可以漂白衣物，C项不符合题意；干冰为固体二氧化碳，受热后直接汽化，吸收周围的热量达到降低温度的效果，所以这种做法利用了物质的物理性质，D项符合题意。
核心考点三 分散系 胶体
1．分散系
(1)概念：把一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质中所得到的混合体系。
(2)分类：按照分散质粒子直径的大小
考法1 分散系的概念理解
【典例1】(2021·沈阳市辽宁实验中学期末)磁流体是电子材料的新秀。在一定条件下，将含等物质的量的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合，再滴入稍过量的NaOH溶液，可得到分散质粒子大小在36-55nm之间的黑色磁流体。下列说法中正确的( )
A．所得的分散系属于悬浊液
B．用一束光照射该分散系能产生丁达尔效应
C．所得的分散系中分散质为Fe2O3，不能透过滤纸
D．分散系为胶体，分散质粒子大小即Fe(OH)3分子直径大小
【解析】根据题意可知，磁流体分散系分散质粒子直径在36-55nm，属于胶体的范畴，具备胶体的性质。A项，分散质粒子直径在36-55nm之间，所得分散系为胶体，不是悬浊液，故A错误；B项，该分散系属于胶体，胶体有丁达尔效应，所以当一束光照射该分散系时会出现光亮的通路，故B正确；C项，分散质是黑色的，而Fe2O3是红棕色的，则分散质不是Fe2O3，且胶体可以透过滤纸，故C错误；D项，该胶体分散质是黑色的，氢氧化铁胶体为红褐色，而且胶粒为很多分子的集合体，不是一个分子，故D错误；故选B。
【答案】B
考法2 胶体的性质
【典例2】(2021·东莞市光明中学期末)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× 10-9 m)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。下列说法中正确的是( )
A．“钴酞菁”分子具有丁达尔效应
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．将“钴酞菁”分子分散到水中能形成悬浊液
【解析】A项，“钴酞菁”分子是纯净物，不具有丁达尔效应，故A错误；B项，“钴酞菁”分子(直径为1.3× 10-9 m)，能透过滤纸，故B错误；C项，为“钴酞菁”的分子(直径为1.3× 10-9 m)恢复了磁性，改变了它的物理性质 ，故C正确；D项，将“钴酞菁”分子分散到水中能形成胶体，故D错误；故选C。
【答案】C
(1)胶体区别其他分散系的本质特征是分散质颗粒直径大小(1～100 nm)。
(2)胶体微粒一般是离子、分子或难溶物的聚集体，在Fe(OH)3胶体中，Fe(OH)3胶体粒子的数目要远远小于原FeCl3溶液中Fe3＋的数目。
(3)区分胶体和其他分散系的最简便方法是丁达尔效应。
(4)把握净水剂及其作用原理。胶体粒子的直径一般在1～100 nm之间，它决定了胶体粒子具有较大的表面积，吸附力很强，能在水中吸附悬浮固体或毒素形成沉淀，从而达到净化水的目的，这就是胶体净水的原理。能在水中自然形成胶体，并且对水质无明显副作用的物质有KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等，这样的物质被称为净水剂，其形成胶体的化学原理是Al3＋、Fe3＋发生水解反应生成Al(OH)3、Fe(OH)3胶体。
1．(2021·山东菏泽市月考)新型冠状病毒来势汹汹，主要传播途径有飞沫传播、接触传播和气溶胶传播，但是它依然可防可控，采取有效的措施预防，戴口罩、勤洗手，给自己居住、生活的环境消毒，都是非常行之有效的方法。下列有关说法正确的是( )
A．云、烟、雾属于气溶胶，能够产生丁达尔效应
B．浓度为90%的酒精溶液消毒效果比75%的酒精溶液更好
C．在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是次氯酸钙
D．冠状病毒粒子直径约60 ~ 220 nm，介于溶液和胶体粒子之间
【答案】A
【解析】A项，云、烟、雾的粒子直径介于1~100nm之间，属于胶体中的气溶胶，能够产生丁达尔效应，A正确；B项，浓度为90%的酒精溶液消毒效果比75%的酒精溶液差，因为能够使细菌表面的蛋白质硬化，形成硬壳保护膜，阻止酒精与细菌的进一步作用，不能杀死细菌，B不正确；C项，“84消毒液”的主要有效成分是次氯酸钠，由氯气与氢氧化钠溶液反应制得，C不正确；D项，冠状病毒粒子直径约60 ~ 220 nm，基本上在胶体粒子直径的范围内，D不正确；故选A。
2．500 mL 2 mol·L－1 FeCl3溶液和500 mL 2 mol·L－1明矾溶液分别滴入沸水中，加热制成甲、乙两种分散系，经测定，甲分散系中分散质的粒子直径大小在1～100 nm之间，乙分散系中分散质的粒子直径大小在10－9～10－7 m之间。下列关于甲、乙分散系的
判断合理的是( )
A．在暗室里用一束明亮的强光照射甲、乙，发现甲有丁达尔效应，乙没有丁达尔效应
B．向甲、乙中分别滴加过量的氢氧化钠溶液，现象都是“先沉淀，后溶解”
C．向甲、乙中分别滴加过量的氢碘酸，最终现象分别是深褐色溶液、无色溶液
D．蒸干、灼烧FeCl3溶液和明矾溶液会得到对应的固体盐
【答案】C
【解析】由题意可知，甲、乙分散系都是胶体，A项错误；氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，而氢氧化铁不溶，B项错误；FeCl3中的Fe3＋能氧化I－生成I2，I2溶于水呈深褐色，C项正确；蒸干、灼烧氯化铁溶液得到氧化铁，蒸干、灼烧明矾溶液得到KAl(SO4)2，D项错误。
3．核磁共振造影增强剂可用于疾病的诊断，还可以作为药物载体用于疾病的治疗。中科院化学研究所在用核磁共振造影剂进行肿瘤鉴别诊断研究方面取得重要进展，为磁性纳米晶体材料在生物医学领域的应用提供了更广泛的前景。制备纳米四氧化三铁的过程如下：
下列有关叙述不合理的是( )
A．纳米四氧化三铁具有磁性，作为药物载体用于疾病的治疗
B．纳米四氧化三铁分散在适当溶剂中，它与溶液分散质微粒直径相当
C．在反应②中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
D．反应③的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
【答案】B
【解析】结合题干信息知，A项正确；纳米四氧化三铁分散质粒子直径在1～100 nm之间，分散在适当的溶剂中形成胶体，B项错误；反应②中环丙胺实质上未参与反应，是催化剂，C项正确；CO为还原剂，将FeOOH中部分＋3价Fe还原成＋2价，D项正确。
4．(2021·陕西西安市·长安一中月考)由空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成的视觉障碍叫霾。当水汽凝结加剧、空气湿度增大时，霾就会转化为雾。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成。以下说法不正确的是( )
A．雾霾天，汽车车灯照出通路的现象属于丁达尔效应
B．静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘是利用胶体粒子的带电性而加以除去
C．防雾霾口罩的原理与过滤、渗析类似，防雾霾效果好的口罩往往呼吸阻力较大
D．PM2.5是直径小于或等于2.5 μm的污染物颗粒，完全属于胶体粒子的直径范围
【答案】D
【解析】A项，雾霾中含有的部分微粒直径在10−9−10−7m之间，故汽车车灯照出光亮“通路”的现象属于丁达尔效应，A项正确；B项，静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘是利用胶体粒子的带电性而加以除去，B项正确；C项，防雾霾口罩的原理与过滤、渗析类似，防雾霾效果好的口罩透气性较差，空隙较小，则往往呼吸阻力较大，C项正确；D项，PM2.5是指直径小于或等于2.5μm的污染物颗粒，即粒子直径 2.5×10−6m，而胶体中分散质粒子的直径为10−9−10−7m，则PM2.5的直径不完全在胶体粒子的直径范围内，D项错误；故选D。
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