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专题08探究物质组成的奥秘
知识点一认识元素概念
1.物质由元素组成
(1)物质都是由元素组成的，如氧气由氧元素组成，水由氢元素和氧元素组成等。元素是组成物质的基本成分。
(2)自然界中的元素仅有100多种，但能组成众多物质，组成的物质数以亿计。例如，蛋壳、贝壳和石灰石的主要成分都是碳酸钙，而碳酸钙是由碳、氧、钙三种元素组成的。
2.元素的概念
科学上把具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子统称为元素。例如，一种氢原子的原子核内有1个质子，没有中子，其核电荷数为1;另一种氢原子的原子核内有1个质子和1个中子其核电荷数也为1。因此氢元素就是所有核电荷数为1的原子的总称。
◎拓展
元素名称的由来
118种元素均有中文名称。常温下单质呈气态的元素名称常以“气”为部首。如氢、氦、氮、氖、氯、氩等。常温下单质呈液态的元素名称常以“氵”或“水”为部首，如澳、汞等。常温下呈固态的非金属单质的元素名称常以“石”为部首，如碳、硫、磷等。金属元素名称常以“钅”为部首，如钠、铁等。
例题：2024年，我国研制出高抗疲劳3D打印钛合金——TC4钛合金，它主要由钛、铝、钒等金属熔合而成。不同金属元素的本质区别是（ ）
质子数不同
B．中子数不同
核外电子数不同
D．相对原子质量不同
解：元素是具有相同质子数（或核电荷数）的一类原子的总称，钛、铝、钒三种元素的本质区别是质子数（或核电荷数）不同；
故选：A。
3.元素与原子的比较
项目 元素 原子
概念 具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称 化学变化中的最小微粒
区分 着眼于种类，不表示个数，没有数量多少的含义 既讲种类，又讲个数，有数量的含义
使用 举例 应用于描述物质的宏观组成。如水是由氢元素和氧元素组成的，但不能说“水是由两个氢元素和一个氧元素组成的” 应用于描述物质的微观结构。如一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，但不能说“水分子是由氢原子和氧原子组成的”
联系 原子是元素的最小单位，元素是同一类原子的总称，即元素和原子是总体与个体的关系(类似人类和人的关系),原子是构成并体现元素性质的最小粒子
知识点二同位素
定义
原子核内的质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素原子。
表示方法
为了区分同一种元素的同位素原子，常用原子符号(4X)表示，其中X表示原子种类，Z表示质子数，A表示质子数和中子数之和。如氢有气(H)、氘(}H)、氚(3H)三种同位素。
应用
同位素在工业、农业、医疗、国防等方面有着广泛的应用。如质谱分析中，用放射性同位素原子作为示踪原子；核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力；利用放射性同位素对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病；根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。
例题：2024年，我国研制出高抗疲劳3D打印钛合金——TC4钛合金，它主要由钛、铝、钒等金属熔合而成。不同金属元素的本质区别是（ ）
质子数不同
中子数不同
核外电子数不同
D．相对原子质量不同
解：元素是具有相同质子数（或核电荷数）的一类原子的总称，钛、铝、钒三种元素的本质区别是质子数（或核电荷数）不同；
故选：A。
知识点三元素分布
1.地壳中元素的分布
地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等元素组成。其中含量最高的是氧，其次是硅。金属元素中含量最高的是铝，其次是铁。
2.人体中的元素
(1)人体中最多的三种元素是氧、碳、氢。
(2)人体中最多的金属元素是钙。
拓展
人体中元素的作用
人体内含有30多种元素，其中11种为大量元素(碳、氢、氧、氮、硫、磷、氯、钙、镁、钠、钾),约占99.95%,其余为微量元素。它们中有些是必需元素，每一种必需元素在体内都有一个适量范围，过多或过少都不利于人体健康。
各种元素在人体内所起的作用主要有：①构成各种组织，如钙和磷构成骨骼、牙齿等，碳、氢、氧、氮、硫构成血液、毛发、肌肉等。②运载作用，如含铁的血红蛋白具有运输氧气和二氧化碳的作用。③组成酶或酶的激活剂，发挥催化的功能。如锌元素与人体中100多种酶有关，参与蛋白质和核酸的合成等。④调节体液的物理化学特性，如钠离子、钾离子和氯离子能维持体液中水、电解质平衡和酸碱平衡等。⑤信息传递作用，如硒、碘、锰、铜等。
例题：维生素C（化学式为C6H8O6）主要存在于蔬菜和水果中，它能促进人体生长发育，增强人体对疾病的抵抗力，近年来研究还发现维生素C有防癌作用，下列关于维生素C的说法正确的是（ ）
A．维生素C是氧化物
B．维生素C由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成
C．维生素C中C、H、O三种元素的质量比为9：1：12
D．青少年应只吃蔬菜和水果，不吃油腻的食品
解：A、维生素C是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物，故选项说法错误。
B、维生素C是由维生素C分子构成的，1个维生素C分子由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成，故选项说法错误。
C、维生素C中碳、氢、氧三种元素的质量比为（12×6）：（1×8）：（16×6）=9：1：12，故选项说法正确。
D、青少年要均衡营养、合理膳食，不能只吃蔬菜和水果，故选项说法错误。
故选：C。
3.物质的简单分类
根据病毒寄生的生物体不同，可以分为植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如腺病毒)和细菌病毒。细菌病毒也叫噬菌体，如大肠杆菌噬菌体。
(1)单质：由同种元素组成的单一物质，如氧气、铜、氦气等。
(2)化合物：由不同种元素组成的单一物质，如水、二氧化碳等。
(3)单质、化合物的区别和联系
项目 单质 化合物
区别 宏观 组成 同种元素组成的单一物质 不同种元素组成的单一物质
微观 构成 同种原子或由同种原子构成的同种分子 不同种原子构成的同一种分子
化学性质 不能发生分解反应 一定条件下能发生分解反应
联系 它们均属于单一物质；单质发生化合反应可以生成化合物，化合物发生分解反应可以生成单质
4.物质的简单分类
单一物质根据组成（元素的种类）可以分为单质和化合物（不同种元素组成）。
单质（同种元素组成）：金属和非金属(包含稀有气体)。
5.元素的分类
元素分为金属元素和非金属元素。
金属元素有铜、铁、钙、钠等。
非金属元素(包括稀有气体元素),如碳、磷、氢、氧、氦等。
(1)金属元素：汉字常用“钅”为部首(汞和金除外),由金属元素组成的金属常为固体，只有汞通常状况下为液体，金属单质由原子直接构成。
(2)非金属元素：通常状况下，非金属元素形成的单质有三种状态，一是用“气”为部首的非金属元素，其单质为气态(如氮气—N );二是用“斗”为部首的非金属元素，其单质为液态(如溴一Br );三是用“石”为部首的非金属元素，其单质为固态，除碘(I)是双原子分子外，其余一般由单原子构成。
◎拓展
氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体性质非常稳定，在通常情况下很难与其他元素或物质发生反应，在自然界中的含量稀少，因此这类气体叫稀有气体，这类元素称稀有气体元素，它们都用“气”为部首，都属于非金属元素。
例题：趋磁细菌体内可以合成纳米级链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物、制造生物传感器等。为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取的金属元素是（ ）
A．Na
B．Al
C．Fe
D．Cu
解：趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体，磁小体具有磁性，可以吸引铁、钴、镍等物质，因此趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素是Fe。
故选：C。
知识点四元素符号
1.元素符号的写法
元素符号是国际上统一采用的符号，通常用该元素拉丁文的第一个字母(大写)来表示，如氢元素的符号F为H,氧元素的符号为0。当两种元素的第一个字母相同时，则再附上一个小写字母作为该元素符号，以示区别，即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，如Ne(氖)和Na(钠)、Cu(铜)和Ca(钙)等。
常见元素的名称、符号和相对原子质量
名称 符号 相对原子质量 名称 符号 相对原子质量
氢 H 1 硫 S 32
碳 C 12 氯 Cl 35.5
氮 N 14 钾 K 39
氧 0 16 钙 Ca 40
钠 Na 23 铁 Fe 56
铝 Al 27 铜 Cu 63.5
硅 Si 28 银 Ag 108
磷 P 31 碘 I 127
元素符号表示的意义
(1)宏观上：表示一种元素，如“Cl”表示氯元素，“O”表示氧元素。每种元素只能有一种元素符号。
(2)微观上：表示这种元素的1个原子，如“Cl”表示1个氯原子，“O”表示1个氧原子。
(3)如果物质直接由原子构成，则该元素符号还表示一种物质，如“Fe”表示铁这种物质。
◎注意
若元素符号前面有数字，则只能表示该元素的几个原子(即只有微观含义，不再表示一种元素)。如“3H”只能表示3个氢原子，“6Fe”只能表示6个铁原子。
离子符号及其意义
1)表示方法：在元素符号(或原子团)的右上角标明离子所带电荷数目和电性，数字在前，正、负号在后。当离子带1个单位的正电荷或1个单位的负电荷时，“1”省略不写。如阳离子Na、Mg +、Al +等；阴离子CI-、SO -等。
(2)较为复杂的离子：有些离子的组成不止一种元素，如OH-和SO2-等，这种离子称为某某根离子，这些离子是带电的原子团。常见的较复杂的离子见下表。
离子的名称 离子的符号 离子所带电荷
氢氧根离子 OH -1
硫酸根离子 SO42- -2
硝酸根离子 NO- -1
碳酸根离子 CO32- -2
碳酸氢根离子 HCO3- -1
铵根离子 NH4+ +1
(3)多个离子的表示
在离子符号的前面加上数字表示多个离子。如两个镁离子(2Mg +)、三个硝酸根离子(3NO )等。
(4)常用离子符号及意义：表示一种离子及一个离子所带的电荷数。(如Mg +表示一个镁离子，也表示一个镁离子带2个单位正电荷)
知识点五探索元素周期表
编排结构
横行(周期)
元素周期表每一横行代表一个周期，共有7个横行，表示7个周期，同一周期从左到右，原子的质子数逐渐增加。每个周期开头的是金属元素(第一周期除外),靠近尾部的是非金属元素，结尾的是稀有气体元素，这正是“周期性”的具体表现。
(2)纵列(族)
元素周期表每一个纵列叫作一个族，共有18个纵列，16个族(其中8、9、10三个纵列共同组成一个族)。同族元素的化学性质相似。
◎拓展
核外电子的排布规律：每层最多容纳电子数为2n (n代表电子层数),即第一层不超过2,第二层不超过8,第三层不超过18;最外层电子数不超过8(只有1个电子层时，最多不超过2);最外层达到8个(第一层为最外层时是2个)电子时，最稳定。原子最外层的电子数小于4一般为金属，容易失去最外层电子达到8个(第一层为最外层时是2个)电子的稳定结构；大于或等于4一般为非金属，容易获得电子达到8个电子的稳定结构；等于8(第一层为最外层时等于2)为稀有气体元素原子，比较稳定。
(3)每一格
在元素周期表中，每一种元素均占据一格，每一格均包括元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等内容。其中，对于原子而言：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(4)从元素周期表中可获得的信息
①根据元素所处的位置可知该元素原子的质子数(核电荷数)、核外电子数、元素的化学性质等。
②从元素周期表的一格可知元素单质的物理状态；元素是人工合成的还是自然存在的；元素是金属元素、非金属元素还是稀有气体元素等。
2.元素周期表的意义
(1)元素周期表是学习和研究、探索未知世界有力的工具之一。
(2)元素周期表为发现新的元素和化合物、预测元素的结构和性质提供了线索，为我们深入学习和掌握物质性质及其规律提供理论指导。
1．一种元素的原子与另一种元素的原子之间最根本的不同点是（ ）
A．质子数 B．电子数
C．中子数 D．所带电荷数
【答案】A
【解答】解：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），一种元素的原子与另一种元素的原子之间最根本的不同点是质子数不同。
故选：A。
2．臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、双氧水（H2O2）等都是生产、生活中常用的消毒剂，三种物质中都含有（ ）
A．氧分子 B．氧离子 C．氧元素 D．氧气
【答案】C
【解答】解：臭氧、二氧化碳和双氧水中都含有氧元素；
故选：C。
3．2024年6月25日，嫦娥六号返回器携带月球背面的月壤样品回到地球。月壤中蕴含He﹣3，它被认为是解决未来能源问题的重要物质之一。地球上的氦元素主要以He﹣4形式存在，He﹣4原子核内有2个质子和2个中子，下列说法正确的是（ ）
A．He﹣3原子核中有2个质子，1个中子，核外有3个电子
B．He﹣3和He﹣4的中子数不同，所以属于不同种元素
C．He﹣3和He﹣4属于同种元素，所以它们的原子质量相同
D．He﹣3和He﹣4 于同种元素，它们原子核外都只有2个电子
【答案】D
【解答】解：A．He﹣3原子核中有2个质子，由于氦元素的原子序数为2，所以核外有2个电子，故A错误；
B．He﹣3和He﹣4的质子数相同，中子数不同，它们是同种元素，故B错误；
C．He﹣3和He﹣4属于同种元素，中子数不同，则它们的原子质量数不同，故C错误；
D．He﹣3和He﹣4属于同种元素，它们的原子核外都只有2个电子，故D正确；
故选：D。
4．中国计划在2030年前实现载人登陆月球。月球土壤中含量较高的元素有氧、硅和铁等氧元素与铁元素的本质区别是（ ）
A．质子数不同 B．中子数不同
C．质量不同 D．相对原子质量不同
【答案】A
【解答】解：元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称，故铁元素与氧元素的本质区别是核内质子数不同。
故选：A。
5．正在生产中的国产大型客机C919部分机身采用了新型的铝锂合金，这种材料具有较高的强度和适宜的延展性．铝锂合金中的铝（Al）元素和锂（Li）元素的本质区别是（ ）
A．元素符号不同 B．原子质量不同
C．质子数不同 D．电子数不同
【答案】C
【解答】解：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，不同种元素最本质的区别是质子数（即核电荷数）不同，所以铝（Al）元素和锂（Li）元素的本质区别是质子数（即核电荷数）不同。
故选：C。
6．下列有关原子及元素的说法正确的是（ ）
A．随着科技的进步，人们可通过化学反应制得人造元素
B．H2O、NH3、CH4、OH﹣具有相同的电子数和核电荷数
C．Cl的相对原子质量是35.5，说明氯原子核内质子和中子总数是35.5
D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，其中原子核都带正电
【答案】D
【解答】解：A、由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，因此们不能通过化学反应制得人造元素，选项说法错误；
B、H2O、NH3、CH4、OH﹣中的电子数相同，但质子数不变，H2O、NH3、CH4中都是含有10个质子，而OH﹣中含有9个质子，选项说法错误；
C、氯原子核内质子和中子总数应该是一个整数，不会是35.5，选项说法错误；
D、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，其中原子核都带正电，选项说法正确。
故选：D。
7．下列说法正确的是（ ）
①地壳中最多的金属元素是铝，也就是金属铝
②地壳中非金属元素的总含量大于金属元素，种类少于金属元素
③人体中只含有非金属元素，没有金属元素
④人体中氢、氧元素含量很高，这与水占人体质量的70%以上有关
A．①③④ B．②③④ C．①② D．②④
【答案】D
【解答】解：①地壳中含量最多的金属元素是铝元素，铝的化学性质活泼，所以地壳中的铝元素存在于化合物中，而不是存在金属铝，故说法错误；
②地壳中非金属元素的总含量大于金属元素，种类少于金属元素，故说法正确；
③人体内含有金属元素，如钙元素、钠元素、钾元素等，故说法错误；
④水是人体中含量最多的物质，水是由氢元素与氧元素组成的，所以人体中氢、氧元素含量很高，占人体质量的70%以上，故说法正确；
故选：D。
8．下列说法错误的是（ ）
A．地壳中含量最多的元素是氧元素
B．空气中含量最多的元素是氮元素
C．人体中含量最多的元素是氧元素
D．海水中含量最多的元素是钠元素
【答案】D
【解答】解：A、地壳中含量最多前五种元素是氧、硅、铝、铁、钙，所以最多的元素是氧，故A说法正确；
B、空气中体积分数最多的是氮气占78%，所以空气中含量最多的元素是氮元素，故B说法正确；
C、人体中最多的物质是水，水中氧元素要比氢元素的质量大，所以人体中含量最多的元素是氧元素，故C说法正确；
D、海水中含量最多的物质是水，水中氧元素要比氢元素的质量大，所以海水中含量最多的元素是氧元素，故D说法错误。
故选：D。
9．据报道铅（Pb）污染是目前土壤无机污染中较为严重而且广泛存在的问题。长期暴露于低浓度铅污染环境可以严重影响儿童的成长和神经功能，包括智力发育。符号“Pb”不能表示（ ）
A．铅元素 B．金属铅
C．一个铅原子 D．一个铅分子
【答案】D
【解答】解：Pb是一种金属元素。则：
A、Pb可以表示铅元素，说法正确；
B、Pb可以表示金属铅，说法正确；
C、Pb可以表示一个铅原子，说法正确；
D、Pb是由铅原子构成的，不存在铅分子，说法错误。
故选：D。
10．成语是中华民族艺术宝库中的瑰宝。要求元素符号表示的元素名称要与成语中的字相同或谐音。例如：功高（Ca）世，火树（Ag）花。下列仿照示例完成的成语中不正确的是（ ）
A．十全十（Mg） B．雪中送（C）
C．（Si）根结底 D．点石成（Cu）
【答案】D
【解答】解：A、书写元素符号注意“一大二小”，镁的元素符号是Mg，故选项元素符号书写正确。
B、书写元素符号注意“一大二小”，碳的元素符号是C，故选项元素符号书写正确。
C、书写元素符号注意“一大二小”，硅的元素符号是Si，故选项元素符号书写正确。
D、点石成金，书写元素符号注意“一大二小”，金的元素符号是Au，故选项元素符号书写错误。
故选：D。
11．含有磷酸铁（FePO4）的锂电池具有轻便、容量大的优点，是目前广泛使用的一种电池。磷酸铁中铁元素的化合价为+3，则磷元素的化合价为（ ）
A．﹣3 B．0 C．+3 D．+5
【答案】D
【解答】解：化合物中各元素的化合价代数和为0，磷酸铁中铁元素的化合价为+3，氧元素为﹣2价，则磷元素的化合价为+5价；
故选：D。
12．下列各组元素中，元素符号的第一个字母相同的一组是（ ）
A．氯、碳、钙、铜 B．氢、汞、铁、银
C．钠、镁、氧、氮 D．锰、硫、锌、银
【答案】A
【解答】解：A、氯、碳、钙、铜四种元素的元素符号分别是Cl、C、Ca、Cu，第一个字母相同，故选项正确；
B、氢、汞、铁、银四种元素的元素符号分别是H、Hg、Fe、Ag，第一个字母不相同，故选项错误；
C、钠、镁、氧、氮四种元素的元素符号分别是Na、Mg、O、N，第一个字母不相同，故选项错误；
D、锰、硫、锌、银四种元素的元素符号分别是Mn、S、Zn、Ag，第一个字母不相同，故选项错误；
故选：A。
13．下列元素符号书写正确的是（ ）
A．铜Ca B．钠NA C．镁Mg D．氯Al
【答案】C
【解答】解：A、铜元素的元素符号为Cu，故选项元素符号书写错误。
B、该元素符号第二个字母没有小写，书写错误，正确的元素符号为Na，故选项元素符号书写错误。
C、该元素符号书写完全正确，故选项正确。
D、氯元素的元素符号为Cl，故选项元素符号书写错误。
故选：C。
14．正确书写元素符号是学习科学的基础。下列元素符号书写正确的是（ ）
A．氯CL B．镁mg C．钠Ne D．铝Al
【答案】D
【解答】解：A、书写元素符号注意“一大二小”，氯的元素符号是Cl，故选项错误。
B、书写元素符号注意“一大二小”，镁的元素符号是Mg，故选项错误。
C、书写元素符号注意“一大二小”，钠的元素符号是Na，故选项错误。
D、书写元素符号注意“一大二小”，铝的元素符号是Al，故选项正确。
故选：D。
15．维生素C（化学式为C6H8O6）主要存在于蔬菜和水果中，它能促进人体生长发育，增强人体对疾病的抵抗力，近年来研究还发现维生素C有防癌作用，下列关于维生素C的说法正确的是（ ）
A．维生素C是氧化物
B．维生素C由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成
C．维生素C中C、H、O三种元素的质量比为9：1：12
D．青少年应只吃蔬菜和水果，不吃油腻的食品
【答案】C
【解答】解：A、维生素C是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物，故选项说法错误。
B、维生素C是由维生素C分子构成的，1个维生素C分子由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成，故选项说法错误。
C、维生素C中碳、氢、氧三种元素的质量比为（12×6）：（1×8）：（16×6）＝9：1：12，故选项说法正确。
D、青少年要均衡营养、合理膳食，不能只吃蔬菜和水果，故选项说法错误。
故选：C。
16．趋磁细菌体内可以合成纳米级链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物、制造生物传感器等。为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取的金属元素是（ ）
A．Na B．Al C．Fe D．Cu
【答案】C
【解答】解：趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体，磁小体具有磁性，可以吸引铁、钴、镍等物质，因此趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素是Fe。
故选：C。
17．一副用元素符号写的春联，上联Ag、Zn、Na、F、Ga、Hf、Mg（迎新纳福家和美），下联：Re、Sg、Tc、Au、As、Sc、Ti（来喜得金身康泰）。下列说法正确的是（ ）
A．Ag、Zn、Na、Au均为金属元素
B．F位于元素周期表的左侧
C．Zn、Mg元素在同一周期
D．Ca元素是地壳中含量最多的金属元素
【答案】A
【解答】解：A、Ag、Zn、Na、Au分别是银、锌、钠、金的元素符号，均属于金属元素，故选项说法正确。
B、元素周期表的左侧是金属元素，F位于元素周期表的右侧，故选项说法错误。
C、Zn、Mg元素不在同一周期，镁位于第三周期，锌位于第四周期，故选项说法错误。
D、铝元素是地壳中含量最多的金属元素，故选项说法错误。
故选：A。
18．下列各组元素符号表示金属元素的一组是（ ）
A．Fe、Zn、Cl B．Al、Si、Ca C．Mg、Cu、Hg D．S、P、C
【答案】C
【解答】解：A、Cl表示氯元素，为非金属元素；
B、Si为硅元素，为非金属元素；
C、Mg为镁元素、Cu为铜元素、Hg为汞元素，都是金属元素；
D、S为硫元素、P为磷元素、C为碳元素，都是非金属元素；
故选：C。
19．下列元素分类正确的是（ ）
A．金属元素：金、银、铜、汞
B．非金属元素：碳、氮、磷、钾
C．固态非金属元素：碳、氧、硫、磷
D．稀有元素：氦、氢、氖、氯
【答案】A
【解答】解：A、金、银、铜、汞都属于金属元素，故选项分类正确。
B、钾属于金属元素，故选项分类错误。
C、氧元素属于气态非金属元素，故选项分类错误。
D、氢、氯不属于稀有元素，故选项分类错误。
故选：A。
20．下列元素分类正确的是（ ）
A．金属元素：Ca Mg Fe Cu
B．非金属元素：P Si Ag C
C．稀有气体元素：He Ne Ar Cl
D．固体非金属元素：O S P Si
【答案】A
【解答】解：A、Ca Mg Fe Cu都属于金属元素，故选项分类正确；
B、P Si C属于非金属元素，Ag属于金属元素，故选项分类错误；
C、He Ne Ar属于稀有气体元素，Cl（氯）不属于稀有元素，故选项分类错误；
D、S P Si属于固态非金属元素，O不属于固态非金属元素，故选项分类错误。
故选：A。
21．根据元素名称的汉字可判断金属元素和非金属元素．下列各组元素属于非金属一组是（ ）
A．汞、铁、铝、锕 B．氪、铹、镧、碘
C．溴、氟、砷、碲 D．汞、溴、砹、氡
【答案】C
【解答】解：A、汞、铁、铝、锕都属于金属元素，故A错误；
B、铹、镧属于金属元素，故B错误；
C、溴、氟、砷、碲都属于非金属元素，故C正确；
D、汞属于金属元素，故D错误；
故选：C。
22．下列各组物质中含有相同原子团的是（ ）
A．KClO3和KCl B．CaCO3和CO2
C．NaOH和Ca（OH）2 D．KMnO4和K2MnO4
【答案】C
【解答】A．KClO3含有氯酸根离子而KCl含有氯离子，物质中不含有相同原子团，故A错误；
B．CaCO3含有碳酸根离子，CO2不含原子团，故B错误；
C．NaOH、Ca（OH）2均含氢氧根离子，故C正确；
D．KMnO4含有高锰酸根离子，K2MnO4含有锰酸根离子，故D错误。
故选：C。
23．美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢粒子。这种氢粒子是由3个氢原子核（只含有质子）和2个电子构成的，这对于解释宇宙演化提供了新的参考。对于这种粒子，下列说法中正确的是（ ）
A．它一定含有3个中子
B．它比一个普通氢分子多一个原子核
C．它的构成可以用H+表示
D．它的化学性质与H2相同
【答案】B
【解答】解：A．因氢原子核只含质子，则不含有中子，故A错误。
B．普通氢分子2个原子核，这种氢粒子是由3个氢原子核构成，它比一个普通氢分子多一个原子核，故B正确。
C．根据3个原子核和2个电子，该微粒可表示为，故C错误。
D．和H2的构成不同，则它的化学性质与H2不同，故D错误。
故选：B。
24．生活中处处有科学，请解释下列现象。
（1）元素在人体生命活动中起着重要作用，缺少某种元素，人就会生病.例如，老年人骨质疏松是由于缺少 元素。
（2）“工业用盐”亚硝酸钠（NaNO2）和食盐外观十分相似，若误把它当作食盐放入食物，会造成严重的中毒事故.亚硝酸钠中有毒的离子是 。
（3）医院放射科检查食道、胃等部位时，常会服用“钡餐”（BaSO4），Ba2+有毒，而服用钡餐却不会中毒，是因为 。
【答案】（1）Ca或钙；
（2）或亚硝酸根离子；
（3）硫酸钡难溶于水和酸。
【解答】解：（1）老年人骨质疏松是由于缺少钙元素。
（2）一个钠离子带一个单位的正电荷，所以一个亚硝酸根离子带一个单位的负电荷，所以亚硝酸钠中有毒的离子是亚硝酸根离子；
（3）常会服用“钡餐”（BaSO4），Ba2+有毒，而服用钡餐却不会中毒，是因为硫酸钡难溶于水和酸。
故答案为：（1）Ca或钙；
（2）或亚硝酸根离子；
（3）硫酸钡难溶于水和酸。
25．水果因其含有丰富的维生素而深受人们的喜爱。
（1）猕猴桃被称为水果中的“维C之王”。研究显示，维C可提高人体对铁元素的吸收能力，人体缺铁会引起 。
（2）榴莲被誉为“果中之王”，切开榴莲时可闻到特殊香味，这说明 。
【答案】（1）贫血；
（2）分子在不停的做无规则运动。
【解答】解：（1）贫血是指人体外周血红细胞容量减少，低于正常范围下限的一种常见的临床症状，铁是构成血红蛋白的元素之一，缺铁会导致人贫血；
（2）分子之间存在着相互作用的引力和斥力，两种力互相作用，而且分子数目众多，所以导致了分子的不规则运动，切开榴莲能闻到香味，说明分子在不停的做无规则运动。
故答案为：
（1）贫血；
（2）分子在不停的做无规则运动。
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专题08探究物质组成的奥秘
知识点一认识元素概念
1.物质由元素组成
(1)物质都是由元素组成的，如氧气由氧元素组成，水由氢元素和氧元素组成等。元素是组成物质的基本成分。
(2)自然界中的元素仅有100多种，但能组成众多物质，组成的物质数以亿计。例如，蛋壳、贝壳和石灰石的主要成分都是碳酸钙，而碳酸钙是由碳、氧、钙三种元素组成的。
2.元素的概念
科学上把具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子统称为元素。例如，一种氢原子的原子核内有1个质子，没有中子，其核电荷数为1;另一种氢原子的原子核内有1个质子和1个中子其核电荷数也为1。因此氢元素就是所有核电荷数为1的原子的总称。
◎拓展
元素名称的由来
118种元素均有中文名称。常温下单质呈气态的元素名称常以“气”为部首。如氢、氦、氮、氖、氯、氩等。常温下单质呈液态的元素名称常以“氵”或“水”为部首，如澳、汞等。常温下呈固态的非金属单质的元素名称常以“石”为部首，如碳、硫、磷等。金属元素名称常以“钅”为部首，如钠、铁等。
例题：2024年，我国研制出高抗疲劳3D打印钛合金——TC4钛合金，它主要由钛、铝、钒等金属熔合而成。不同金属元素的本质区别是（ ）
质子数不同
B．中子数不同
核外电子数不同
D．相对原子质量不同
3.元素与原子的比较
项目 元素 原子
概念 具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称 化学变化中的最小微粒
区分 着眼于种类，不表示个数，没有数量多少的含义 既讲种类，又讲个数，有数量的含义
使用 举例 应用于描述物质的宏观组成。如水是由氢元素和氧元素组成的，但不能说“水是由两个氢元素和一个氧元素组成的” 应用于描述物质的微观结构。如一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，但不能说“水分子是由氢原子和氧原子组成的”
联系 原子是元素的最小单位，元素是同一类原子的总称，即元素和原子是总体与个体的关系(类似人类和人的关系),原子是构成并体现元素性质的最小粒子
知识点二同位素
定义
原子核内的质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素原子。
表示方法
为了区分同一种元素的同位素原子，常用原子符号(4X)表示，其中X表示原子种类，Z表示质子数，A表示质子数和中子数之和。如氢有气(H)、氘(}H)、氚(3H)三种同位素。
应用
同位素在工业、农业、医疗、国防等方面有着广泛的应用。如质谱分析中，用放射性同位素原子作为示踪原子；核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力；利用放射性同位素对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病；根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。
例题：2024年，我国研制出高抗疲劳3D打印钛合金——TC4钛合金，它主要由钛、铝、钒等金属熔合而成。不同金属元素的本质区别是（ ）
质子数不同
中子数不同
核外电子数不同
D．相对原子质量不同
知识点三元素分布
1.地壳中元素的分布
地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等元素组成。其中含量最高的是氧，其次是硅。金属元素中含量最高的是铝，其次是铁。
2.人体中的元素
(1)人体中最多的三种元素是氧、碳、氢。
(2)人体中最多的金属元素是钙。
拓展
人体中元素的作用
人体内含有30多种元素，其中11种为大量元素(碳、氢、氧、氮、硫、磷、氯、钙、镁、钠、钾),约占99.95%,其余为微量元素。它们中有些是必需元素，每一种必需元素在体内都有一个适量范围，过多或过少都不利于人体健康。
各种元素在人体内所起的作用主要有：①构成各种组织，如钙和磷构成骨骼、牙齿等，碳、氢、氧、氮、硫构成血液、毛发、肌肉等。②运载作用，如含铁的血红蛋白具有运输氧气和二氧化碳的作用。③组成酶或酶的激活剂，发挥催化的功能。如锌元素与人体中100多种酶有关，参与蛋白质和核酸的合成等。④调节体液的物理化学特性，如钠离子、钾离子和氯离子能维持体液中水、电解质平衡和酸碱平衡等。⑤信息传递作用，如硒、碘、锰、铜等。
例题：维生素C（化学式为C6H8O6）主要存在于蔬菜和水果中，它能促进人体生长发育，增强人体对疾病的抵抗力，近年来研究还发现维生素C有防癌作用，下列关于维生素C的说法正确的是（ ）
A．维生素C是氧化物
B．维生素C由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成
C．维生素C中C、H、O三种元素的质量比为9：1：12
D．青少年应只吃蔬菜和水果，不吃油腻的食品
3.物质的简单分类
根据病毒寄生的生物体不同，可以分为植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如腺病毒)和细菌病毒。细菌病毒也叫噬菌体，如大肠杆菌噬菌体。
(1)单质：由同种元素组成的单一物质，如氧气、铜、氦气等。
(2)化合物：由不同种元素组成的单一物质，如水、二氧化碳等。
(3)单质、化合物的区别和联系
项目 单质 化合物
区别 宏观 组成 同种元素组成的单一物质 不同种元素组成的单一物质
微观 构成 同种原子或由同种原子构成的同种分子 不同种原子构成的同一种分子
化学性质 不能发生分解反应 一定条件下能发生分解反应
联系 它们均属于单一物质；单质发生化合反应可以生成化合物，化合物发生分解反应可以生成单质
4.物质的简单分类
单一物质根据组成（元素的种类）可以分为单质和化合物（不同种元素组成）。
单质（同种元素组成）：金属和非金属(包含稀有气体)。
5.元素的分类
元素分为金属元素和非金属元素。
金属元素有铜、铁、钙、钠等。
非金属元素(包括稀有气体元素),如碳、磷、氢、氧、氦等。
(1)金属元素：汉字常用“钅”为部首(汞和金除外),由金属元素组成的金属常为固体，只有汞通常状况下为液体，金属单质由原子直接构成。
(2)非金属元素：通常状况下，非金属元素形成的单质有三种状态，一是用“气”为部首的非金属元素，其单质为气态(如氮气—N );二是用“斗”为部首的非金属元素，其单质为液态(如溴一Br );三是用“石”为部首的非金属元素，其单质为固态，除碘(I)是双原子分子外，其余一般由单原子构成。
◎拓展
氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体性质非常稳定，在通常情况下很难与其他元素或物质发生反应，在自然界中的含量稀少，因此这类气体叫稀有气体，这类元素称稀有气体元素，它们都用“气”为部首，都属于非金属元素。
例题：趋磁细菌体内可以合成纳米级链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物、制造生物传感器等。为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取的金属元素是（ ）
A．Na
B．Al
C．Fe
D．Cu
知识点四元素符号
1.元素符号的写法
元素符号是国际上统一采用的符号，通常用该元素拉丁文的第一个字母(大写)来表示，如氢元素的符号F为H,氧元素的符号为0。当两种元素的第一个字母相同时，则再附上一个小写字母作为该元素符号，以示区别，即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，如Ne(氖)和Na(钠)、Cu(铜)和Ca(钙)等。
常见元素的名称、符号和相对原子质量
名称 符号 相对原子质量 名称 符号 相对原子质量
氢 H 1 硫 S 32
碳 C 12 氯 Cl 35.5
氮 N 14 钾 K 39
氧 0 16 钙 Ca 40
钠 Na 23 铁 Fe 56
铝 Al 27 铜 Cu 63.5
硅 Si 28 银 Ag 108
磷 P 31 碘 I 127
元素符号表示的意义
(1)宏观上：表示一种元素，如“Cl”表示氯元素，“O”表示氧元素。每种元素只能有一种元素符号。
(2)微观上：表示这种元素的1个原子，如“Cl”表示1个氯原子，“O”表示1个氧原子。
(3)如果物质直接由原子构成，则该元素符号还表示一种物质，如“Fe”表示铁这种物质。
◎注意
若元素符号前面有数字，则只能表示该元素的几个原子(即只有微观含义，不再表示一种元素)。如“3H”只能表示3个氢原子，“6Fe”只能表示6个铁原子。
离子符号及其意义
1)表示方法：在元素符号(或原子团)的右上角标明离子所带电荷数目和电性，数字在前，正、负号在后。当离子带1个单位的正电荷或1个单位的负电荷时，“1”省略不写。如阳离子Na、Mg +、Al +等；阴离子CI-、SO -等。
(2)较为复杂的离子：有些离子的组成不止一种元素，如OH-和SO2-等，这种离子称为某某根离子，这些离子是带电的原子团。常见的较复杂的离子见下表。
离子的名称 离子的符号 离子所带电荷
氢氧根离子 OH -1
硫酸根离子 SO42- -2
硝酸根离子 NO- -1
碳酸根离子 CO32- -2
碳酸氢根离子 HCO3- -1
铵根离子 NH4+ +1
(3)多个离子的表示
在离子符号的前面加上数字表示多个离子。如两个镁离子(2Mg +)、三个硝酸根离子(3NO )等。
(4)常用离子符号及意义：表示一种离子及一个离子所带的电荷数。(如Mg +表示一个镁离子，也表示一个镁离子带2个单位正电荷)
知识点五探索元素周期表
编排结构
横行(周期)
元素周期表每一横行代表一个周期，共有7个横行，表示7个周期，同一周期从左到右，原子的质子数逐渐增加。每个周期开头的是金属元素(第一周期除外),靠近尾部的是非金属元素，结尾的是稀有气体元素，这正是“周期性”的具体表现。
(2)纵列(族)
元素周期表每一个纵列叫作一个族，共有18个纵列，16个族(其中8、9、10三个纵列共同组成一个族)。同族元素的化学性质相似。
◎拓展
核外电子的排布规律：每层最多容纳电子数为2n (n代表电子层数),即第一层不超过2,第二层不超过8,第三层不超过18;最外层电子数不超过8(只有1个电子层时，最多不超过2);最外层达到8个(第一层为最外层时是2个)电子时，最稳定。原子最外层的电子数小于4一般为金属，容易失去最外层电子达到8个(第一层为最外层时是2个)电子的稳定结构；大于或等于4一般为非金属，容易获得电子达到8个电子的稳定结构；等于8(第一层为最外层时等于2)为稀有气体元素原子，比较稳定。
(3)每一格
在元素周期表中，每一种元素均占据一格，每一格均包括元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等内容。其中，对于原子而言：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(4)从元素周期表中可获得的信息
①根据元素所处的位置可知该元素原子的质子数(核电荷数)、核外电子数、元素的化学性质等。
②从元素周期表的一格可知元素单质的物理状态；元素是人工合成的还是自然存在的；元素是金属元素、非金属元素还是稀有气体元素等。
2.元素周期表的意义
(1)元素周期表是学习和研究、探索未知世界有力的工具之一。
(2)元素周期表为发现新的元素和化合物、预测元素的结构和性质提供了线索，为我们深入学习和掌握物质性质及其规律提供理论指导。
1．一种元素的原子与另一种元素的原子之间最根本的不同点是（ ）
A．质子数 B．电子数
C．中子数 D．所带电荷数
2．臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、双氧水（H2O2）等都是生产、生活中常用的消毒剂，三种物质中都含有（ ）
A．氧分子 B．氧离子 C．氧元素 D．氧气
3．2024年6月25日，嫦娥六号返回器携带月球背面的月壤样品回到地球。月壤中蕴含He﹣3，它被认为是解决未来能源问题的重要物质之一。地球上的氦元素主要以He﹣4形式存在，He﹣4原子核内有2个质子和2个中子，下列说法正确的是（ ）
A．He﹣3原子核中有2个质子，1个中子，核外有3个电子
B．He﹣3和He﹣4的中子数不同，所以属于不同种元素
C．He﹣3和He﹣4属于同种元素，所以它们的原子质量相同
D．He﹣3和He﹣4 于同种元素，它们原子核外都只有2个电子
4．中国计划在2030年前实现载人登陆月球。月球土壤中含量较高的元素有氧、硅和铁等氧元素与铁元素的本质区别是（ ）
A．质子数不同 B．中子数不同
C．质量不同 D．相对原子质量不同
5．正在生产中的国产大型客机C919部分机身采用了新型的铝锂合金，这种材料具有较高的强度和适宜的延展性．铝锂合金中的铝（Al）元素和锂（Li）元素的本质区别是（ ）
A．元素符号不同 B．原子质量不同
C．质子数不同 D．电子数不同
6．下列有关原子及元素的说法正确的是（ ）
A．随着科技的进步，人们可通过化学反应制得人造元素
B．H2O、NH3、CH4、OH﹣具有相同的电子数和核电荷数
C．Cl的相对原子质量是35.5，说明氯原子核内质子和中子总数是35.5
D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，其中原子核都带正电
7．下列说法正确的是（ ）
①地壳中最多的金属元素是铝，也就是金属铝
②地壳中非金属元素的总含量大于金属元素，种类少于金属元素
③人体中只含有非金属元素，没有金属元素
④人体中氢、氧元素含量很高，这与水占人体质量的70%以上有关
A．①③④ B．②③④ C．①② D．②④
8．下列说法错误的是（ ）
A．地壳中含量最多的元素是氧元素
B．空气中含量最多的元素是氮元素
C．人体中含量最多的元素是氧元素
D．海水中含量最多的元素是钠元素
9．据报道铅（Pb）污染是目前土壤无机污染中较为严重而且广泛存在的问题。长期暴露于低浓度铅污染环境可以严重影响儿童的成长和神经功能，包括智力发育。符号“Pb”不能表示（ ）
A．铅元素 B．金属铅
C．一个铅原子 D．一个铅分子
10．成语是中华民族艺术宝库中的瑰宝。要求元素符号表示的元素名称要与成语中的字相同或谐音。例如：功高（Ca）世，火树（Ag）花。下列仿照示例完成的成语中不正确的是（ ）
A．十全十（Mg） B．雪中送（C）
C．（Si）根结底 D．点石成（Cu）
11．含有磷酸铁（FePO4）的锂电池具有轻便、容量大的优点，是目前广泛使用的一种电池。磷酸铁中铁元素的化合价为+3，则磷元素的化合价为（ ）
A．﹣3 B．0 C．+3 D．+5
12．下列各组元素中，元素符号的第一个字母相同的一组是（ ）
A．氯、碳、钙、铜 B．氢、汞、铁、银
C．钠、镁、氧、氮 D．锰、硫、锌、银
13．下列元素符号书写正确的是（ ）
A．铜Ca B．钠NA C．镁Mg D．氯Al
14．正确书写元素符号是学习科学的基础。下列元素符号书写正确的是（ ）
A．氯CL B．镁mg C．钠Ne D．铝Al
15．维生素C（化学式为C6H8O6）主要存在于蔬菜和水果中，它能促进人体生长发育，增强人体对疾病的抵抗力，近年来研究还发现维生素C有防癌作用，下列关于维生素C的说法正确的是（ ）
A．维生素C是氧化物
B．维生素C由6个碳原子、8个氢原子、6个氧原子构成
C．维生素C中C、H、O三种元素的质量比为9：1：12
D．青少年应只吃蔬菜和水果，不吃油腻的食品
16．趋磁细菌体内可以合成纳米级链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物、制造生物传感器等。为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取的金属元素是（ ）
A．Na B．Al C．Fe D．Cu
17．一副用元素符号写的春联，上联Ag、Zn、Na、F、Ga、Hf、Mg（迎新纳福家和美），下联：Re、Sg、Tc、Au、As、Sc、Ti（来喜得金身康泰）。下列说法正确的是（ ）
A．Ag、Zn、Na、Au均为金属元素
B．F位于元素周期表的左侧
C．Zn、Mg元素在同一周期
D．Ca元素是地壳中含量最多的金属元素
18．下列各组元素符号表示金属元素的一组是（ ）
A．Fe、Zn、Cl B．Al、Si、Ca C．Mg、Cu、Hg D．S、P、C
19．下列元素分类正确的是（ ）
A．金属元素：金、银、铜、汞
B．非金属元素：碳、氮、磷、钾
C．固态非金属元素：碳、氧、硫、磷
D．稀有元素：氦、氢、氖、氯
20．下列元素分类正确的是（ ）
A．金属元素：Ca Mg Fe Cu
B．非金属元素：P Si Ag C
C．稀有气体元素：He Ne Ar Cl
D．固体非金属元素：O S P Si
21．根据元素名称的汉字可判断金属元素和非金属元素．下列各组元素属于非金属一组是（ ）
A．汞、铁、铝、锕 B．氪、铹、镧、碘
C．溴、氟、砷、碲 D．汞、溴、砹、氡
22．下列各组物质中含有相同原子团的是（ ）
A．KClO3和KCl B．CaCO3和CO2
C．NaOH和Ca（OH）2 D．KMnO4和K2MnO4
23．美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢粒子。这种氢粒子是由3个氢原子核（只含有质子）和2个电子构成的，这对于解释宇宙演化提供了新的参考。对于这种粒子，下列说法中正确的是（ ）
A．它一定含有3个中子
B．它比一个普通氢分子多一个原子核
C．它的构成可以用H+表示
D．它的化学性质与H2相同
24．生活中处处有科学，请解释下列现象。
（1）元素在人体生命活动中起着重要作用，缺少某种元素，人就会生病.例如，老年人骨质疏松是由于缺少 元素。
（2）“工业用盐”亚硝酸钠（NaNO2）和食盐外观十分相似，若误把它当作食盐放入食物，会造成严重的中毒事故.亚硝酸钠中有毒的离子是 。
（3）医院放射科检查食道、胃等部位时，常会服用“钡餐”（BaSO4），Ba2+有毒，而服用钡餐却不会中毒，是因为 。
25．水果因其含有丰富的维生素而深受人们的喜爱。
（1）猕猴桃被称为水果中的“维C之王”。研究显示，维C可提高人体对铁元素的吸收能力，人体缺铁会引起 。
（2）榴莲被誉为“果中之王”，切开榴莲时可闻到特殊香味，这说明 。
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