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1、专题18 对化学元素和物质分类的认识【知识网络】元素 单质 化合物同种元素组成的纯净物不同种元素组成的纯净物原子具有相同核电荷数的一类原子 分子构成分成 离子得或失电子构成物质构成构成【考点梳理】考点一、元素与元素符号1.元素的定义：具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子总称为元素。“元素”是描述某一类原子种类的概念。“一类原子”就是指其核电荷数相同，而核内所含中子数并不相同的一类原子，之所以称为一类，是因为尽管它们的相对原子质量不同，但原子的核电荷数（质子数）相同。（1）理解元素的概念应把握“同质子，类原子”六个字。 “同质子”即指元素的种类是由核电荷数（即核内质子数）决定的，与原子中的
2、中子数、电子数无关。同种元素原子的质子数一定相同，不同种元素原子的质子数一定不相同。 “类原子”是指一种元素可能有不止一种原子或离子。它包括质子数相同、中子数不同的原子（例如：碳元素有三种原子：、，它们的质子数相同，但中子数不同）；也包括质子数相同，而电子数不同的原子和离子（例如：铁原子通常有三种存在形式即Fe、Fe2+、Fe3+，它们均属于铁元素）。（2）元素是一类原子的总称，当然不包括多个原子所形成的分子或离子，例如：水分子（H2O）、氖原子（Ne）都含有10个质子，但水分子中含有两种不同的原子，所以根据元素的定义可知两者虽然质子数相同但不是同一种元素。只有质子数相同的单核原子或离子才属于
3、同一种元素，因此“质子数相同的粒子属于同种元素”的说法是错误的。2.元素符号的表示：用元素的拉丁文名称的第一个大写字母来表示该元素，如果几种元素名称的第一个字母相同时，可再附加一个小写字母来区别。元素符号是全世界通用的化学语言，是学好化学的基础，应记住一些常见元素的元素符号，并明确元素符号表示的含义：表示一种元素；表示这种元素的一个原子。例如：H表示氢元素，也表示一个氢原子。3.元素符号的书写规则：（1）由一个字母表示的元素符号要大写。如H、C、S、P、K等。（2）由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写（即“一大二小”）。如Na、Mg、Ca、Zn、Si等。【考点诠释】1.
4、元素种类：100余种，由此组成了3000多万种物质。 2.地壳中含量位列前四位的元素（质量分数）：氧（48.60），硅（26.30），铝（7.73），铁（4.75）。3.生物细胞中含量位列前四位的元素：氧（65），碳（18），氢（10），氮（3）。4.同一种元素可组成不同单质，如石墨、金刚石。5.元素汉字名称可表达元素分类和常温下单质的状态（如下表）。字旁分类单质状态钅金属元素固态（汞是液态）气 氵 石非金属元素气：气态 氵：液态 石：固态考点二、物质、元素、分子、原子之间的关系物质、元素、分子、原子之间的关系可用下图表示。 【考点诠释】元素是宏观概念，只有种类之分，没有数量之别。在讨论物质的
5、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。故在讨论物质的组成和结构时，应注意规范地运用这些概念、分层运用。牢记：混合物由纯净物组成，纯净物由元素组成，物质由微粒构成，即“宏观对宏观，微观对微观，个数对个数，微观构成宏观”。现举例如下：1.由分子构成的物质，有三种说法（以二氧化碳为例）。（1）二氧化碳是由氧元素和碳元素组成的。（2）二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。（3）每个二氧化碳分子是由2个氧原子和1个碳原子构成的。2.由原子（或离子）直接构成
6、的物质（如汞、食盐），有两种说法。（1）汞是由汞元素组成的；食盐是由钠元素和氯元素组成的。（2）汞是由汞原子构成的；食盐是由钠离子和氯离子构成的。考点三、元素周期表1.元素周期表：根据元素的原子结构和性质，把现在已知的100多种元素科学有序地排列起来，得到的表叫做元素周期表。2.元素周期表中的“格”：在元素周期表中，每一种元素占据一格。对于每一格，均包含元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等内容（如下图）。此外，在元素周期表中，还用不同的颜色对金属元素、非金属元素做了分区。 3.周期：周期表每一横行叫做一个周期，共有7个横行，即7个周期。4.族：周期表中有18个纵行，除第8、9、1
7、0三个纵行共同组成一个族外，其余15个纵行，每一个纵行叫做一族，共有16个族。【考点诠释】元素周期表的简单应用：1.查找元素的相对原子质量、性质（金属元素、非金属元素、稀有气体元素）。2.判断元素的活动性。在同一族中越到下面元素的金属性越强，在同一周期中越到左边元素的金属性越强，所以金属活动性KNa、NaMgAl。3.判断元素的化合价。元素的最高正价数与族序数相同，元素的最低负价数为最高正价数8（稀有气体除外）。例如，镁、钙的最高化合价为+2，铝为+3价，硫的最高化合价和最低化合价分别为+6和2，氯为+7价和1价。考点四、物质的分类为了学习的方便，我们要建立分类思想。对于物质根据探究的需要可按
8、不同标准分类，如按物质状态分类，可分为：固、液、气；按溶解性分类，可分为难溶、可溶、易溶；按物质组成和化学性质分类如下： 【考点诠释】1.比较法理解概念。例如：（1）纯净物与混合物，可通过它们所含物质的种类、分子种类进行比较。（2）单质与化合物，可通过它们所含元素的种类数进行比较。（3）酸、碱、盐、氧化物，可通过它们的概念、所含元素、组成特点以及性质等方面进行比较。2.为了加深对物质概念的理解，近几年推出了概念关系图题型。要解答这样的试题，首先要理顺概念的关系。（1）并列关系（AB）：如：纯净物混合物；单质化合物；有机物无机物；酸、碱、盐、氧化物互成并列关系。（2）包含关系（AB）：如：纯净物
9、单质、化合物，化合物酸、碱、盐、氧化物，酸含氧酸、无氧酸，盐无氧酸盐、含氧酸盐，氧化物酸性氧化物、碱性氧化物。（3）交叉关系（AB）：如钠盐含氧酸钠盐。【典型例题】类型一、考查元素、元素周期表及其应用以及物质的分类例1.高钙牛奶、加碘盐、补铁酱油等属于营养强化食品，其中的“钙、碘、铁”应理解为（）A元素 B单质 C原子 D分子【思路点拨】物质的微观构成与物质的宏观组成。【答案】A【解析】物质是由元素组成的，这里的“钙、碘、铁”指的是元素。【总结升华】本题考查元素与微观粒子及物质的区别，加深对元素概念的理解是正确解答此类试题的关键。例2.有Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子，下列说法正确的是（）A
10、. 它们的化学性质相同 B它们的核外结构相同C它们的质子数相同 D它们都能构成铁单质【思路点拨】根据Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子可以看出它们都是铁元素形成的不同微粒，则它们的质子数相同，它们的电子数不同，化学性质不同。【答案】C【解析】A、因Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子的核外电子数不同，最外层电子数也不同，所以化学性质不同，说法错误；B、因金属原子失去电子变为金属阳离子，且Fe2+、Fe3+带电荷不同，则原子变为离子失去的电子数不同，则三种粒子的核外电子数不同，核外的结构就不同，说法错误；C、它们是同种元素形成的微粒，核电荷数相同，则质子数相同，说法正确；D、铁单质是由铁原子构成的，F
11、e2+、Fe3+只能构成化合物，不能构成单质，说法错误。【总结升华】本题考查原子和离子的相互转化，学生应注意单原子形成的微粒中质子数与电子数的关系，抓住质子数是判断元素的关键。例3.目前常用的消毒剂有氯气（Cl2）、二氧化氯（ClO2）、漂白粉【主要含Ca（ClO）2】等，这三种物质都含有（）A氯元素 B氯分子 C氯离子 D氯单质【思路点拨】根据氯气（C12）、二氧化氯（ClO2）、漂白粉【主要含Ca（ClO）2】这三种物质的组成和构成进行分析解答。【答案】A【解析】A、根据三种物质的化学式可知，三种物质中都含有氯元素，故该选项正确；B、三种物质中只有氯气中含有氯分子，故该选项错误；C、根据三
12、种物质的构成可以看出，都不存在氯离子，故该选项错误；D、根据三种物质的组成，只有氯气（C12）属于单质，故该选项错误。【总结升华】本题考查学生对物质组成和构成的认识，掌握物质组成的知识即可正确解答本题。例4.钙元素对人类生命和生活具有重要意义。（1）在元素周期表中，钙元素的信息如图所示。钙元素的相对原子质量为 ；（2）儿童缺钙可能会导致 （填“贫血症”或“佝偻病”）；（3）氧化钙能与水反应，此反应可用于 （填字母序号）； A吸收水分 B制熟石灰 C加热食物（4）熟石灰的化学式为 ，它可用于制备补碘剂Ca（IO3）2，其中碘元素的化学价为 ；（5）“冰洲石”（主要成分为CaCO3）制成的工艺品不
13、能与盐酸接触，用化学方程式表示其原因： 。 【思路点拨】（1）根据元素周期表中的每一个单元格提供的信息回答。（2）成人体内约含钙元素1.2kg，其中99%存在于骨骼和牙齿中，主要以羟基磷酸钙Ca10（PO4）6（OH）2晶体的形式存在，它使得骨骼和牙齿具有坚硬的结构支架；幼儿及青少年缺钙会得佝偻病和发育不良。 （3）氧化钙和水反应放出大量的热。 （4）熟石灰为氢氧化钙，可以写出其化学式，根据化合物中正负化合价的代数和为零，可以判断碘元素的化合价。 （5）已知反应物和生成物，根据化学方程式的书写步骤写出该反应的化学方程式。【答案】（1）40.08 （2）佝偻病 （3）ABC （4）Ca（OH）2
14、 +5价 （5）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2【解析】（1）元素周期表中的每一个单元格中，最下方的数字表示相对原子质量，所以可以得出钙元素的相对原子质量为40.08。 （2）幼儿及青少年缺钙会得佝偻病和发育不良。 （3）氧化钙和水反应放出大量的热，其产生的热量能够给食物进行加热，该反应可以用于制取熟石灰；生石灰可以作为干燥剂来吸收水分。 （4）熟石灰是氢氧化钙的俗称，其化学式为Ca（OH）2；根据化合物中正负化合价的代数和为零，可以设Ca（IO3）2中碘元素的化合价为x，则：（+2）+x+（-2）32=0，解得：x=+5。 （5）碳酸钙可以和盐酸反应生成二氧化碳气体、水和氯化钙
15、，可以据此写出该反应的化学方程式：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。【总结升华】解答这类题目时，首先，要熟记和理解生石灰的性质与用途、水的化学性质、二氧化碳的制取方法、氢氧化钙的化学性质、有关实验现象和结论（包括反应化学方程式）等相关知识；然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，按照题目的要求进行解答。例5.从H、O、Cl、Na四种元素中，选择适当的元素组成符合表中要求的物质，将其化学式填在表中相应的空格内类别氧化物二种元素组成的酸碱化学式【思路点拨】根据酸、碱、氧化物的概念及其组成和性质来书写酸、碱、氧化物的化学式，注意书写化学式时要规范，符合化合
16、价原则。【答案】类别氧化物二种元素组成的酸碱化学式H2O、Na2O、ClO2、Na2O2、H2O2等均可HClNaOH【解析】在H、O、Cl、Na四种元素中，根据氧化物是由两种元素组成的化合物，且必须含有氧元素，可写出H2O、Na2O、ClO2、Na2O2、H2O2等；由酸的定义可知由两种元素组成的酸是HCl；根据碱的定义可写出NaOH。【总结升华】本题考查根据物质的类别来书写化学式，学生应熟悉物质类别的概念，利用概念来选择元素写出符合要求的相应的化合物。例6.对物质进行分类是研究物质的重要方法，常见的分类方法是按着物质的结构、组成、性质等方面来分类。请根据一定的分类依据，对氢气、氧气、一氧化
17、碳、二氧化碳、甲烷进行分类：分类依据是否【思路点拨】对物质的分类方法有很多种，本题可以根据是否含有氧元素进行分类，也可以根据是否是单质或化合物进行分类。【答案】分类依据是否是否含有氧元素O2、CO、CO2H2、CH4是否是单质O2、H2CO、CO2、CH4【解析】根据是否含有氧元素可以分为：氧气、一氧化碳、二氧化碳为一类，而氢气、甲烷为一类；根据是否是单质可以分为：氧气、氢气为单质，属于一类，一氧化碳、二氧化碳、甲烷是化合物，属于一类。【总结升华】此题是一道开放性的题目，分类的方法可以不只局限于上面的两个，如也可以根据是否是化合物进行分类，但是不管是那种分类方法都要严格按照定义来分类。举一反三
18、：【变式1】地球是人类的家园。地壳里各种元素的含量差别很大，按质量计，含量最多的元素是（ ）A.铝 B.硅C.氧D.铁【答案】C【变式2】下列说法正确的是（）A元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称B含氧的化合物都是氧化物C构成物质的微粒只有分子和原子D稀硫酸是纯净物【答案】A【解析】氧化物是指由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的物质。其组成特点是含有两种元素，并且，其中一种必须是氧元素。构成物质的微粒有三种：分子、原子、离子。纯净物只含有一种物质，并且有化学式，且只有一个化学式；稀硫酸是由水和硫酸组成的溶液，属于混合物。【变式3】下图是元素周期表中的一格，依据图中的信息得到的下列
19、认识错误的是（ ）14 Si硅28.09A该元素原子的质子数为14B该元素属于非金属元素C该元素一个原子的原子核外有14个电子D该元素的原子质量为28.09【答案】D【解析】图示中28.09表示硅原子的相对原子质量是28.09，并非是硅原子的真实质量。【变式4】人们可以对物质从不同的角度进行分类。请根据示例将酒精、硫酸、水、纯碱四种物质进行分类，并写出分类依据。不同类的物质分类依据示例水水由两种元素组成，其余由三种元素组成分类一分类二【答案】不同类的物质分类依据分类一酒精酒精是有机物，其余是无机物分类二硫酸硫酸是酸，其余不是酸【巩固练习】一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)1.常吃菠菜可
20、以补铁，这里的“铁”是指（）A、分子 B、原子 C、元素 D、单质【答案】C【解析】常吃菠菜可以补铁，这里的“铁”是指不是以单质、分子、原子等形式存在，这里所指的“铁”是强调存在的元素，与具体形态无关。2.下列符号中，既能表示一个原子，又能表示一种元素，还能表示一种物质的是（ ）AH BO2 CFe D3S【答案】C 【解析】用元素符号表示化学式的物质是由原子构成的物质。3.据报告，哈密地区白山钼矿发现新矿源，是新疆目前发现的最大钼矿。钼是稀有矿产资源，主要用于航天合金材料的制作。在元素周期表中钼元素的某些信息如图所示。下列有关钼的说法正确的是（ ）A属于非金属元素 B原子核内质子数为42C相
21、对原子质量为95.94g D元素符号为MO【答案】B【解析】根据元素周期表中每一格表达的意义可知，“钼”为该元素的名称，从汉字造字规律来看，“钼”的偏旁为“钅”，所以是金属元素；左上角的“42”为原子序数，由质子数=核电荷数=原子序数可知，该元素原子核内有42个质子；右上角“Mo”为元素符号，第二个字母要小写；最下方的数字为相对原子质量，单位为“1”，并不是g。4.科学家发现月球土壤中含有较丰富的氦（He-3)，其原子核内质子数为2、中子数为1，则氦原子的核外电子数为（ ）A 1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】由于在原子中质子数等于电子数，所以氦原子核内质子数为2，确定了电子数也一定
22、是2。5.日常生活中常接触到“含氟牙膏”、“高钙牛奶”、“碘盐”、“富硒茶叶”、“加铁酱油”等用品，这里的氟、钙、碘、硒、铁指的是（ ） A单质 B原子 C分子 D元素【答案】D【解析】物质是由基本粒子分子、原子和离子构成的。元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称，其中包括同一种元素的不同原子，带有不同电荷的单核原子以及单质、化合物、混合物中具有相同质子数的原子。由此可见，物质是由元素组成的。6.在O2，MnO2，SO2，Cu(OH)2 4种物质中，都含有（ ） A氧元素 B2个氧原子 C1个氧分子 D2个氧元素【答案】A【解析】需要注意两点：元素是宏观概念，用来描述物质的组成。原子是微观概
23、念，用来表示物质的微观结构。描述分子的构成用原子，描述物质的组成用元素。元素只讲种类，不讲个数，原子既讲种类，又讲个数。本题考查的是物质的组成，即宏观组成，应用元素的概念，应选A选项。7.下列具有相似化学性质的是( )A. B. C. D.【答案】A【解析】元素的化学性质与原子的最外层电子数关系最密切。故具有相似化学性质的原子的最外层电子数须相同，分析题给粒子的结构示意图，可知，的最外层电子数相同。故A正确。8.如图所示为物质的分类关系，与是并列关系，包含在中，若是纯净物，则不可能是（ ） A一氧化碳 B硫酸铜 C空气 D铜【答案 】C 【解析】应为单质或化合物，而空气是混合物。9如图所示表示
24、物质分子的示意图，图中“”和“”分别表示两种含有不同质子数的原子，则图中表示单质的是（ ） 【答案】A 【解析】单质是由同种元素组成的纯净物。从示意图可以判断A、B、C、D分别是单质、混合物、化合物、化合物。10根据下表提供的信息，下列判断正确的是（ ） A元素所在的周期数等于其原子的电子层数B钠离子核外有三个电子层C第二、三周期元素的原子从左至右最外层电子数逐渐减少D在化学变化中镁元素容易失去最外层2个电子形成镁离子，其离子符号是Mg+2。 【答案】A 【解析】钠离子的结构示意图为，核外有两个电子层，镁离子的符号为Mg2+。11.化学使人们的生活更加丰富多彩，如打火机就给人们的生活带来了方便
25、，下列有关打火机的主要燃料丁烷(C4H10)的说法不正确的是( )A.从性质上看：丁烷具有可燃性B.从变化上看：丁烷完全燃烧只生成水C.从组成上看：丁烷由碳、氢两种元素组成D.从结构上看：一个丁烷分子由4个碳原子、10个氢原子构成【答案】B【解析】丁烷能够燃烧，说明具有可燃性；根据质量守恒定律，丁烷完全燃烧的生成物中应有含碳元素的物质；由丁烷的化学式可知，丁烷由碳、氢两种元素组成；且一个丁烷分子由4个碳原子、10个氢原子构成。12.下列关于元素的叙述，正确的是（ ） A质子数和中子数相同的原子才属于同种元素 B同种元素的原子结构和质量完全相同 C元素的种类取决于该元素原子的核外电子数 D不同种
26、元素的根本区别是核内质子数不同【答案】D【解析】在理解元素的概念时，可以把元素看成是对原子的分类，其分类标准是原子核内的质子数，而不是中子数或电子数。只要质子数相同的就是同种元素，而不管中子数与电子数是否相同。同种元素可能有几种原子，其结构和质量可能不相同。二、填空题13.写出下列物质的化学式： （1）硫酸 ，（2）高锰酸钾 ，（3）乙醇 ，（4）碱式碳酸铜 。【答案】 H2SO4 KMnO4 C2H5OH Cu2（OH）2CO3 【解析】硫酸中，氢元素显+1价，硫酸根显-2价，故填：H2SO4；高锰酸钾的化学式为KMnO4，故填：KMnO4；乙醇的化学式为C2H5OH；故填：C2H5OH；碱
27、式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3，故填：Cu2（OH）2CO3。14.化学用语是学习化学的主要工具，是国际通用的化学语言。请你用化学用语填空。(1)某气体在空气中占78(体积百分含量)，保持它的化学性质的最小粒子是_。(2)地壳中含量最多的金属元素形成的离子_。(3)标出氧化铁中铁元素的化合价_。【答案】(1)N2 (2)Al3+ (3)【解析】占空气体积78%的气体是氮气，氮气是由氮气分子构成的，因此保持氮气的化学性质的最小粒子是氮气分子；地壳中含量最多的金属元素是铝元素，其原子最外层有3个电子，因而一个铝离子带有三个单位的正电荷，即Al3+；氧化铁的化学式为Fe2O3，其中氧元素为
28、-2价，由此可知氧化铁中铁元素的化合价为+3价，即。 15.下面是钠元素和氯元素在元素周期表中的信息和3种粒子的结构示意图。请回答下列问题：(1)氯原子的核电荷数是_；钠原子与氯原子的最本质区别是_。(2)在钠和氯气生成氯化钠的反应中，得到电子的是_原子；Na+的结构示意图是_(填字母)。【答案】(1)17 核电荷数(或质子数)不同(2)氯(或Cl) A【解析】(1)元素周期表中左上角的数字是核电荷数；核电荷数决定原子的种类。(2)钠和氯气生成氯化钠的反应中，钠原子容易失去最外层的一个电子，形成钠离子，氯原子最外层7个电子，容易得到1个电子，都达到稳定结构。16.元素周期表是学习和研究化学的重
29、要工具。请分析表中信息回答有关问题：（1）表中8号元素的一个原子在化学反应中易得到_个电子；（2）表中最活泼的金属元素形成的离子符号是_；（3）写出12号与17号元素组成的化合物的化学式_；（4）日本福岛核电站核泄漏中具有放射性的原子主要是碘-131，请根据图推断碘在周期表中位于第_周期。【答案】（1）2 （2）Na+ （3）MgCl2 （4）五【解析】（1）8号元素的最外层电子数是6个，要达到8电子稳定结构还差2个电子，所以在化学反应中易得到2个电子，故填：2；（2）表中最活泼的金属元素是钠元素，在化学反应中容易失去1个电子而带上一个单位的正电荷，故填：Na+； （3）12号元素是镁元素，在化合物中显+2价，17号元素是氯元素，在化合物中显-1价，二者组成的化合物是氯化镁，故填：MgCl2； （4）元素的周期数等于其原子核外的电子层数，由碘元素的原子结构示意图可知，碘元素位于第五元素，故填：五。