探究物质组成的奥秘

元素之义

人们很早就意识到,所有物质都是由几种亘古不变的基本成分—“元素”组成的。古希腊学者提出复杂的物质世界是由“水、木、火和空气”四种基本成分组成的。

I.空气是元素吗?

(1)瑞典化学家舍勒发现,将磷放在密闭钟罩内的水面上方燃烧(如下图所示),产生白烟(成分为五氧化二磷),一段时间后观察到,钟罩内水面大约上升____,被消耗的气体是氧气,该反应的文字表达式为__,能否用碳代替磷进行实验,为什么?_____,舍勒接着把一支燃着的蜡烛放进剩余的空气里,蜡烛立即熄灭了。舍勒把不能支持蜡烛燃烧的空气称为“无效的空气”,其主要成分是______,上述实验证明空气是可分的,因此,空气不是元素。

II.水是元素吗?

(实验探究)

(2)1781年,英国科学卡文迪什通过实验发现,将氢气和氧气按一定比例混合点燃后能生成水,写出该变化的文字表达式_______________,该反应的基本类型是__________。法国科学家拉瓦锡发现,水通电时能分解。上述两个实验说明,水不是组成物质的元素。

①下图为电解水实验,请将下表填写完整。

实验方案

实验现象

结论

____________放在玻璃管a尖嘴处,慢慢打开活塞,观察现象。

__________

玻璃管a上方收集的气体为

________(写化学式),不是水蒸气

___________ 放在玻璃管b

尖嘴处,慢慢打开活塞,观察现象。

___________

玻璃管b上方收集的气体为

________(写化学式),不是水蒸气

②实验表明,水通电后发生了化学变化,请从微观的角度描述该化学变化________,由此可见,化学变化中不变的微粒是____________。

老师指出,该微粒也是构成物质的基本粒子。小组同学通过填写物质的构成及构成物质的粒子间的关系图,理解了老师的说法。请将下图填写完整。⒈_____________⒉___________⒊____________。

III.木和火是元素吗?

(3)“木”(木材)隔绝空气加强热可得到木煤气(主要成分为CO、H2、CH4)、木焦油、木炭等,这种生产方式化工生产中称为干馏,由此判断“木”______(填“是”或“不是”)元素。从物质变化的角度看,干馏与蒸馏的区别是__________________。“火”不属于物质,因此,“火”不是元素。

IV.元素的概念及其应用

(4)课本上元素的概念是:“把……的原子归为一类,每一类原子称为一种元素。”其中 “一类原子”包括_________。

A.质子数和中子数都相同的所有原子

B.质子数不同,中子数相同的所有原子

C.质子数相同,中子数不同的所有原子

(5)水分子中的氢原子质子数为1,中子数为0,重水(D2O)分子中的重氢原子(符号“D”)质子数和中子数均为1,氢原子和重氢原子是否都是氢元素的原子,为什么?___________。从宏观的角度看,重水是由________(填名称)组成的。

(6)世界上的物质都是由元素组成的,下图为地壳中的元素分布,地壳中含量最多的金属元素形成的氧化物的化学式为________。

元素密码—元素周期表

(7)①自元素被发现以来,科学家一直在寻找已发现元素的排列规律,1869年,俄国化学家______发现化学元素的周期性,排列出第一张元素周期表。成为科学家探索未知世界的有力工具。下图1是元素周期表的一部分,空白部分被墨水沾黑,图2是镁原子的结构示意图。据图回答下列问题:

②结合图2分析镁原子不显电子的原因________。

③图1中空白处元素的原子序数为______,相对原子质量为______,位于元素周期表第____周期,在化学反应中易_______(填“得到”或“失去”)电子,若用R表示该元素,则R与氯组成的化合物的化学式为_______。

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