辨别物质的元素组成
知识梳理
1.元素
(1)定义：元素是具有相同_________(即_________)的一类原子的总称。
(2)地壳中含量居前五位元素为：_________、_________、_________、_________、_________。在组成生物体的元素中，_________元素的含量最多，其次是_________元素、_________元素、_________元素等。
(3)元素与原子之间的区别和联系：
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元素 |
原子 |
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定义 |
具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称 |
化学变化中的最小粒子 |
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区别 |
是同类原子的总称，只讲种类，不讲个数，无数量的多少含义 |
是微观粒子，既讲种类，又讲个数，有数量的含义 |
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联系 |
元素的概念是建立在原子的基础上的，元素是同一类原子的总称 原子的核电荷数(即质子数)决定元素的种类，原子的最外层电子数决定元素的化学性质 |
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2.元素符号
(1)从汉字表示的元素名称中，你可以观察到什么规律？
①____________________________________________________________；
②____________________________________________________________；
③____________________________________________________________；
④____________________________________________________________。
(2)元素符号的第一个字母大写，第二个字母小写，即“一大二小”。
(3)元素符号的意义：①表示一种元素；②表示这种元素的一个原子。 例如：“H”表示____________________；____________________。
3.元素周期表
在元素周期表中，每个横行叫做一个__________，每个纵行叫做一个__________。每一格均包含元素的__________、__________、__________等内容。
4.物质的分类
由__________组成的__________叫单质；
由__________组成的__________叫化合物；
如果化合物仅有__________种元素组成且其中一种是__________元素，则此种化合物称为氧化物。
疑难突破
1.元素、物质、分子、原子之间有着怎样的关系，如何正确地使用这些化学用语？
剖析：从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由分子、原子、离子等粒子构成的。原子是由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，相同的原子，原子核中的质子数必然相等。元素的种类由原子核内的质子数决定，与中子数和核外电子数没有直接关系。元素是宏观的概念，只有种类之分，没有个数之分。在讨论物质的组成成分时，应该用“……由某元素组成”来描述，其中只涉及种类而没有数量多少的含义。原子、分子、离子是微观的概念。当讨论物质的微观结构时，就应该用原子(或分子、离子)来描述，不仅要讲种类而且要讲“个数”。
2.元素符号表示的意义
剖析：元素符号有两点意义，宏观上表示某元素，微观上表示该元素的一个原子。但直接由原子构成的物质，其元素符号还能表示这种物质，如铁，碳等。氢、氮、氧的单质都是由双原子构成分子，由分子构成的。金属铝是直接由原子构成的。对一些特殊的由原子构成的物质，加上一条其元素符号还能表示这种物质。
问题探究
问题1 人们常用“固体酒精”给火锅加热。小明同学在学习完元素的知识后决定探究一下“固体酒精”中都含有哪些元素。
猜想：小明猜想“固体酒精”中含有碳元素和氧元素。
探究：
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步骤 |
实验操作 |
实验现象和结论 |
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步骤1 |
取一块固体酒精点燃 |
酒精燃烧 |
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步骤2 |
将澄清的石灰水涂在玻璃片上，靠近火焰 |
澄清的石灰水变浑浊 |
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步骤3 |
再将冷而干燥的玻璃片靠近火焰 |
玻璃片变模糊，有水生成 |
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步骤4 |
将固体酒精燃尽 |
燃尽后残留了粉末状物质 |
得出结论：有二氧化碳生成，说明固体酒精中含有碳元素；有水生成，说明含有氢元素。
需要进一步讨论的问题：从燃尽后的残留物推断，固体酒精中不仅含有碳、氢、氧元素，还可能含有其他的元素。
问题2 小美同学看到排列有序的元素周期表后，猜想元素周期表的排列一定是按照特定的规律排列的，所以她想揭开元素周期表的排列规律有哪些。
探究：她首先按照从左到右的顺序每一横行的观察发现：同一横行上的元素都有相同的电子层数，而且最外层电子数从1开始依次递增。
然后她按照从上到下的顺序每一纵行的观察发现：同一纵行上的元素都有相同的最外层电子数，而且电子层数从1开始依次递增。
接着她又观察每个小格的颜色后发现：金属元素集中在元素周期表的左边；非金属元素集中在元素周期表的右边；最右边的元素都是稀有气体元素。
最后她与同学们交流后，结合学习的原子的知识反思后得到以下结论：①周期数=电子层数；②有些族数=最外层电子数；③原子序数=核电荷数。
典题精讲
例1某婴儿奶粉部分营养成分的含量如下表所示:
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营养成分 |
钙 |
磷 |
铁 |
锌 |
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含量/mg/100 g |
600 |
520 |
6—11 |
3—7 |
其中所示的“钙、磷、铁、锌”应理解为( )
A .金属 B.非金属 C.元素 D.原子
思路解析 本题给出的“钙、磷、铁、锌”的化学性质都比较活泼，在奶粉中以化合物的形式存在，因此不可能是金属单质和非金属单质。在化合物中，核电荷数相同的原子和离子都属同种元素，所以矿泉水、药品、化肥包装上用元素符号标出的含量都是指元素的含量或质量分数。
答案：C
例2下列符号中，只有微观意义，没有宏观意义的是( )
A.H2O B. H2 C.H D.2H
思路解析 化学式和元素符号，既有宏观意义，又有微观意义。H可以表示氢元素，又可以表示一个氢原子。但由于元素是一个宏观概念不计个数，所以当元素符号前的化学计量数不为1时，只能表示几个原子，而不再具有宏观意义,所以2H只表示两个氢原子。当元素符号和化学式前的化学计量数不为1时，它们就只有微观意义，该化学计量数表示微现粒子的个数。
答案：D
例3下列物质中，A.钙 B.洁净的空气 C.氧化铜 D.液氧 E.水银 F.高锰酸钾 G.自来水 H.二氧化碳 J.氯化钾 K.生锈的铁钉
属于纯净物的是_________;属于混合物的是_________;属于金属单质的是_________;属于非金属单质的是_________;属于化合物的是_________。
思路解析 该题考查物质的分类，要对物质分类的各个层次了然于胸，脑中要有物质分类图的映像。先判断出空气中有氮气、氧气等成分，自来水中含有水和其他杂质(如加热后有水垢产生)，带锈的铁钉中有铁锈和铁，得出B、G、K是混合物。再根据纯净物中组成元素的种类判断出A.钙、D.液氧、E.水银的组成中均只有一种元素，属于单质，其中液氧属于非金属单质，钙、水银属于金属单质。其余的C、F、H、J均为多种元素组成的化合物。
答案：A、C、D、E、F、H、J B、G、K A、E D C、F、H、J
知识导学
在学习元素时，大家要充分复习前面单元中“原子”的相关知识，掌握物质的微观构成和原子的结构便于更好地对比理解本节知识。
我们已经知道，从微观上认识世界，物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的。本节课，同学们要变换角度来认识物质世界，即要从宏观上认识物质的组成，化学上把同一类原子称作“元素”。实际上世界上所有的物质都是由有限的几类原子构成的，例如，人体是由不计其数的原子、分子和离子并通过神奇的方式形成的生命体。但是，组成人体的元素种类并不多，只有80余种。通过本节的学习，我们要逐步建立起物质的“元素观”这一基本的化学观念。同学们在建立元素概念的时候，可以采用类比的方式，通过你熟识的、具体的、直观的事物帮助你理解元素的概念。
对比分析元素和原子的区别和联系，深化对两个概念的认识。学习元素的概念时要把握决定元素种类的是核内质子数，与核内中子数以及核外电子数无关。
元素符号主要来自于元素的拉丁文名称，可以参阅英文词典，查看常见元素的英文名称，例如氧是oxygenium。
预习后面化学式的知识还可以知道某些元素符号还能表示由原子直接构成的物质。
先对元素周期表有一个总的认识，再观察每一个横行和纵行。
分类法是一种科学方法，通过对纯净物分类的学习，你能够体会到采用分类的方式学习化学知识的便捷性和重要性。
疑难导析
可以从物质、元素、分子、原子的基本概念来理解它们之间的区别，进而找出它们之间的联系，下图表示的关系有助于理解它们的联系。
在描述物质组成时，注意对比元素与分子、原子、离子的不同。在讨论物质的组成和结构时，应注意规范地运用这些概念。
可以从宏观和微观两个方面来理解元素符号表示的意义。要知道对一些特殊的由原子构成的物质，加上一条其元素符号是否还能表示这种物质。常见的能表示一种元素，又能表示该元素的一个原子，还能表示由该元素组成的单质的化学符号有哪些？
问题导思
在学习完元素的知识后应该树立元素观，该问题的提出说明要用元素观来看待物质的组成，并且很细致地观察生活。
探究物质元素组成时，可从物质反应后的生成物中加以判断，有时还要结合定量计算。问题中要判断固体酒精的元素组成，则根据二氧化碳和水这两种生成物加以判断。要明确二氧化碳中含有碳元素，则固体酒精中是否含有碳元素；水中含有氢元素，则固体酒精中是否含有氢元素。
所设计的实验应是简单易行的。也可以使用更加复杂的实验设计，进行定量的测定，例如用一定量石灰水吸收二氧化碳，用干燥剂浓硫酸吸收水。
通过化合物在氧气中燃烧生成的物质来推断化合物所含的元素是一种推断物质成分的比较简便的方法，此类问题在中考题中常出现。
要知道元素周期表是根据什么变化规律，将它们有序地排列起来形成的，元素周期表为什么是学习化学的向导。对元素周期表的了解，首先要明白元素符号左边的数字表示什么意义，原子序数与核内质子数的关系;元素名称下方的数字表示什么。其次还要了解每横行最左侧的一列数字依次表示什么。最后观察每一横行和每一纵行及元素周期表中的不同颜色，是否可以将金属元素和非金属元素分开。
对元素周期表的理解，首先有一个总的认识，每一行、每一列遵循元素的性质规律，具体的某一个位置的某一元素，又有其特殊的性质。
典题导考
绿色通道 元素在自然界中存在有两种形式，一种是单质，一种是在化合物中。通常向动植物补充的锌、铁、钙等都是指元素，而不是指锌、铁、钙的金属单质。
典题变式 喜哈哈牌天然矿泉水的成分:含钠46. 31 mg·L-1,含钙35.11 mg·L-1，含碘0.05 mg·L-1等，这里所标的各种成分是指( )
A.单质 B.元素 C.原子 D.纯净物
答案：B
绿色通道 元素符号和化学式这些化学用语，有时表示宏观意义，有时表示微观意义，但一定要注意不同条件下的使用范围。最常见的就是前面如果有了化学计量数，则只表示微观意义。
典题变式 下列符号既能表示一种元素，又能表示这种元素的一个原子，还能表示由这种元素组成的单质，它是( )
A.Fe B.Cl C.N D. H2
答案：A
绿色通道 首先弄清每种物质含有的成分，然后根据物质的分类确定分属哪一类。充分理解分类中的每个概念的含义。
典题变式 下列物质属于混合物的是________，属于纯净物的是________，属于单质的是________，属于化合物的是________。
①碘酒 ②冰水混合体 ③空气 ④氧气 ⑤二氧化碳 ⑥金刚石 ⑦氦气 ⑧氢氧化钠 ⑨铁 ⑩稀硫酸
答案：①③⑩ ②④⑤⑥⑦⑧⑨ ④⑥⑦⑨ ②⑤⑧
