物质及其变化
元素组成
核心结论单质是由同一种元素组成的纯净物,如 O₂、N₂、Fe、Cu;化合物是由不同种元素组成的纯净物,如 CO、CO₂、NaCl、H₂SO₄。
易错提醒只含一种元素的物质不一定是单质,如 O₂ 和 O₃ 混合时属于混合物。
同素异形体
核心结论同素异形体是同一种元素形成的几种性质不同的单质。常见例子:金刚石、石墨、C₆₀;O₂ 和 O₃。
易错提醒同素异形体物理性质不同,化学性质相似;O₂ 转化为 O₃ 有新物质生成,属于化学变化。
树状分类法
方法先确定分类标准,再按照同一标准逐级分类。常见路径:物质 → 纯净物 / 混合物;纯净物 → 单质 / 化合物;单质 → 金属单质 / 非金属单质 / 稀有气体;化合物 → 酸、碱、盐、氧化物等。
基于树状分类法对酸碱盐进行分类
分类思路先判断物质属于酸、碱还是盐,再按同一标准继续细分。酸常按电离程度、可电离 H⁺ 个数、是否含氧分类;碱常按电离程度、OH⁻ 个数、溶解性分类;盐常按组成分类。
酸
定义电离时生成的阳离子全部是 H⁺ 的化合物。
强酸在水溶液中几乎完全电离,如 HCl、H₂SO₄、HNO₃、HBr、HI、HClO₄。
弱酸在水溶液中部分电离,如 CH₃COOH、H₂CO₃、H₂SO₃、HClO、H₂SiO₃。
一元酸每个酸分子最多电离出 1 个 H⁺,如 HCl、HNO₃、CH₃COOH。
二元酸每个酸分子最多电离出 2 个 H⁺,如 H₂SO₄、H₂CO₃、H₂SO₃。
三元酸每个酸分子最多电离出 3 个 H⁺,如 H₃PO₄。
含氧酸酸分子中含氧元素,如 H₂SO₄、HNO₃、H₂CO₃、HClO。
无氧酸酸分子中不含氧元素,如 HCl、HBr、HI、H₂S。
碱
定义电离时生成的阴离子全部是 OH⁻ 的化合物。
强碱在水溶液中几乎完全电离,如 NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Ca(OH)₂。
弱碱在水溶液中部分电离,如 NH₃·H₂O、Cu(OH)₂、Fe(OH)₂、Fe(OH)₃、Mg(OH)₂。
一元碱每个化学式单位最多电离出 1 个 OH⁻,如 NaOH、KOH、NH₃·H₂O。
二元碱每个化学式单位最多电离出 2 个 OH⁻,如 Ca(OH)₂、Ba(OH)₂、Mg(OH)₂、Fe(OH)₂。
三元碱每个化学式单位最多电离出 3 个 OH⁻,如 Al(OH)₃、Fe(OH)₃。
可溶性碱能溶于水或常按可溶处理,如 NaOH、KOH、Ba(OH)₂;Ca(OH)₂ 微溶,常见于澄清石灰水。
难溶性碱难溶于水,多数受热易分解,如 Cu(OH)₂、Fe(OH)₃、Mg(OH)₂。
盐
定义一般由金属阳离子或 NH₄⁺ 与酸根阴离子构成的化合物。
正盐酸中的 H⁺ 全部被金属阳离子或 NH₄⁺ 取代,且碱中的 OH⁻ 全部被中和,如 NaCl、Na₂CO₃、K₂SO₄、CaCO₃。
酸式盐酸中的 H⁺ 只有一部分被取代,组成中仍含可电离的 H⁺,如 NaHCO₃、NaHSO₄、KH₂PO₄。
碱式盐碱中的 OH⁻ 只有一部分被酸根取代,组成中仍含 OH⁻,如 Cu₂(OH)₂CO₃。
易错提醒Na₂CO₃ 俗称纯碱,但属于盐,不属于碱;CH₃COOH 虽含多个 H 原子,但只有羧基上的 H 能电离,属于一元弱酸。
基于树状分类法对氧化物进行分类
核心结论氧化物是由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素的化合物。分类时先看组成元素,再看能否成盐,最后看与酸、碱反应的性质。
金属氧化物
定义由金属元素和氧元素组成的氧化物。
举例Na₂O、CaO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃、Mn₂O₇。
非金属氧化物
定义由非金属元素和氧元素组成的氧化物。
举例CO₂、SO₂、SO₃、P₂O₅、SiO₂、CO、NO。
成盐氧化物
定义能与酸或碱反应生成盐和水的氧化物。
举例CO₂、SO₂、SO₃、CaO、CuO、Al₂O₃。
不成盐氧化物
定义一般不与酸或碱反应生成对应盐和水的氧化物。
举例CO、NO。
酸性氧化物
定义能与碱反应生成盐和水的氧化物,有些能与水反应生成对应酸。
举例CO₂、SO₂、SO₃、P₂O₅、SiO₂、Mn₂O₇。
碱性氧化物
定义能与酸反应生成盐和水的氧化物,多数是金属氧化物。
举例Na₂O、K₂O、CaO、BaO、CuO、Fe₂O₃。
两性氧化物
定义既能与酸反应生成盐和水,又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。
举例Al₂O₃,常见反应:Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O;水溶液中 Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄]。
酸性氧化物的化学性质
与碱反应生成盐和水,如 CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O;CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。
与水反应可溶性或气态酸性氧化物常能与水反应生成对应酸,如 SO₃ + H₂O = H₂SO₄;CO₂ + H₂O = H₂CO₃;SiO₂ 一般不与水反应。
与碱性氧化物反应生成盐,如 CO₂ + CaO = CaCO₃。
碱性氧化物的化学性质
与酸反应生成盐和水,如 CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O;Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O。
与水反应活泼金属的碱性氧化物常能与水反应生成对应碱,如 Na₂O + H₂O = 2NaOH;CaO + H₂O = Ca(OH)₂;CuO、Fe₂O₃ 一般不与水反应。
与酸性氧化物反应生成盐,如 CaO + CO₂ = CaCO₃。
易错提醒非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如 CO、NO;金属氧化物也不一定是碱性氧化物,如 Al₂O₃ 是两性氧化物,Mn₂O₇ 是酸性氧化物。
交叉分类法
方法从不同角度对同一物质分类。如 Na₂CO₃ 既是钠盐,又是碳酸盐,也是含氧酸盐;Na₂SO₄ 既是钠盐,又是硫酸盐。
易错提醒交叉分类法不是重新分类,而是换角度看同一种物质,做题时要先看题目给的分类标准。