知识背景
到今天，人类发现和合成的物质已超过一亿种。可是把它们一一分解到最基本的成分，得到的种类却少得出奇——只有一百多种。
这个思路古人就想到过。中国古代的「五行」说金木水火土是万物之源，古希腊人则提出水、火、土、气「四元素」。它们都错了，但方向是对的：复杂的物质世界建立在少数几种基本成分之上。
真正的突破在 1869 年。俄国化学家门捷列夫把当时已知的 种元素按原子质量排成一张表，居然出现了整齐的周期性规律。更惊人的是，他在表中大胆留下空位，预言那里会有尚未发现的元素并推算出它们的性质。十几年内，镓、锗、钪被相继发现，性质与他的预言几乎完全吻合。
这张元素周期表至今挂在每一间化学教室的墙上。本节我们就来搞清：什么是元素？物质是怎么由元素组成的？
知识讲解
元素的概念
元素是具有相同质子数（即相同核电荷数）的一类原子的总称。
元素的种类由质子数决定。质子数不同就是不同的元素；质子数相同，即使中子数不同（同位素）或带了电（离子），仍属同一种元素。
到目前为止人类已知的元素有一百多种，其中约九十种存在于自然界，其余由人工合成。
- 元素是宏观概念，只表示种类，不讲个数。可以说「水由氢元素和氧元素组成」，但不能说「水由两个氢元素组成」。
- 原子是微观概念，既讲种类又可以讲个数。可以说「一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成」。
- 用词也不同：物质由元素组成，分子由原子构成。答题时用错动词是常见扣分点。
元素在自然界中的分布
| 范围 | 含量前四位（由多到少） |
|---|---|
| 地壳 | 氧、硅、铝、铁（口诀：养闺女贴） |
| 人体 | 氧、碳、氢、氮 |
| 海水 | 氧、氢、氯、钠 |
| 空气 | 氮、氧（按体积分数，氮约占 ） |
注意地壳中含量最多的金属元素是铝，最多的非金属元素是氧。这两问经常分开考。
单质与化合物
先按是否只含一种物质分：只含一种物质的叫纯净物，含两种或以上物质的叫混合物。
纯净物再按元素种类分：
- 单质：由同种元素组成的纯净物。如氧气 、铁 、氢气 、硫 。
- 化合物：由不同种元素组成的纯净物。如水 、二氧化碳 、氯化钠 、氢氧化钙 。
- 氧化物：由两种元素组成、其中一种是氧元素的化合物。如 、、。
判断顺序永远是：先看是不是纯净物 → 再看含几种元素 → 化合物再看有没有氧且是否只有两种元素。
常见混合物：空气、自来水、钱塘江水、龙井茶汤、合金（如钢、黄铜）、石灰水。
元素周期表
元素周期表按原子序数（数值上等于质子数）由小到大排列。
- 横行叫周期，共 个周期。
- 纵行叫族，共 个族。
- 每格中给出原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量四项信息。
元素按性质分为三类：金属元素（汉字多带「钅」旁，如铁、铜、镁、铝、钠、钙；汞是例外，常温下为液态）、非金属元素（如氧、氯、硫、氮、碳）和稀有气体元素（如氦、氖、氩，化学性质很不活泼）。
实验与探究
给你四份无色液体：蒸馏水、自来水、食盐水、酒精。①从组成角度分别判断它们属于纯净物还是混合物；②设计一个简单实验区分蒸馏水和食盐水；③说明自来水厂如何把江水这种混合物变得更「纯」。
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第一步：明确判断标准，依据只含一种物质的是纯净物，含两种以上物质的是混合物。蒸馏水只含水一种物质，是纯净物（也是化合物，还是氧化物）；酒精只含酒精一种物质，是纯净物（化合物）；自来水含水、溶解的钙镁盐类和少量余氯，是混合物；食盐水含水和氯化钠两种物质，是混合物。第二步：设计区分实验。取两支洁净的蒸发皿，各滴入少量待测液体，放在酒精灯上加热蒸干。现象与结论：留下白色固体残留的是食盐水；没有任何残留的是蒸馏水。原理是水受热汽化离开，而食盐不挥发被留下。
第三步：说明另一种可行方案。测导电性：食盐水中含有能自由移动的 和 ，能导电使小灯泡发光；蒸馏水几乎不导电。第四步：分析自来水厂的除杂过程。沉淀除去泥沙等不溶物 → 过滤除去细小悬浮物 → 通入氯气消毒杀灭细菌。第五步：指出其局限并答：这些步骤只能除去不溶物和微生物，溶解在水中的钙、镁等离子仍然留在水里，所以自来水始终是混合物，绝不是纯净物；要得到纯净水必须再经蒸馏。①如上判断；②蒸干看残留或测导电性；③沉淀、过滤、消毒可提纯但不能得到纯净物。
经典例题
对下列物质分类：①氧气 ；②水 ；③空气；④铁 ；⑤高锰酸钾 ；⑥氧化铁 ；⑦钱塘江水。请指出哪些是混合物、单质、化合物、氧化物。
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第一步：先分纯净物与混合物，依据含两种以上物质的是混合物。③空气含氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，是混合物；⑦钱塘江水含水、泥沙、溶解的盐类，也是混合物。其余①②④⑤⑥都只含一种物质，均为纯净物。第二步：在纯净物中分单质与化合物，依据由同种元素组成的纯净物是单质。① 只含氧元素，是单质；④ 只含铁元素，是单质。② 含氢、氧两种元素，⑤ 含钾、锰、氧三种元素，⑥ 含铁、氧两种元素，三者都是化合物。
第三步：在化合物中筛出氧化物，依据由两种元素组成且其中一种是氧元素。② 由氢、氧两种元素组成，是氧化物；⑥ 由铁、氧两种元素组成，是氧化物；⑤ 虽然含氧元素，但由三种元素组成，不是氧化物。第四步：答：混合物③⑦；单质①④；化合物②⑤⑥，其中②⑥是氧化物。最大的陷阱就在⑤——含氧的化合物不一定是氧化物，必须恰好只有两种元素。
难点与易错点
- 给元素加个数：元素只表示种类，不能说「一个氢元素」；讲个数要用原子。
- 用错「组成」与「构成」：物质由元素组成，分子由原子构成，答题时不可混用。
- 把含氧化合物都当氧化物：、、 都含氧但不是氧化物，氧化物必须只含两种元素。
- 认为只含一种元素就是单质：还必须是纯净物。氧气与臭氧的混合气体只含氧元素，但它是混合物。
- 认为地壳中含量最多的金属是铁：是铝；铁排第四，前三位是氧、硅、铝。
- 把自来水、矿泉水当纯净物：它们都溶有多种物质，是混合物。
- 认为同位素、离子是不同元素：元素只看质子数，质子数相同就是同种元素。
- 认为原子序数是人为编号：原子序数在数值上等于质子数，反映的是客观结构。
生活中的应用
- 杭州自来水的水质报告：报告上列出钙、镁、氯等元素的含量指标，说明自来水是含多种物质的混合物，各项指标合格才可饮用。
- 龙井茶园的复合肥：包装上的「氮、磷、钾」三个数字，指的是这三种元素的含量，因为它们分别影响茶树的叶、根、抗性。
- 加碘食盐与补钙广告：人体必需的微量元素如碘、铁、锌、钙、硒，缺少会导致疾病，但过量同样有害。
- 亚运场馆的铝合金屋架：铝是地壳中含量最多的金属元素，密度小、抗腐蚀，适合做大跨度的轻质结构。
生活应用题 1 · 读懂龙井茶园复合肥的标签
一袋复合肥标注「总养分 ：氮 、磷 、钾 」，成分中含硝酸钾 和磷酸二氢钾等。①标签上的「氮、磷、钾」指的是元素还是单质？②这袋肥料属于纯净物还是混合物？③ 属于哪一类物质，是不是氧化物？
分步解：
- 判断标签含义，依据元素是宏观概念、只表示种类：肥料中并不含氮气、磷或钾这些单质（钾单质遇水会剧烈反应），标签指的是这三种元素的质量分数，即化合物中氮、磷、钾元素占肥料总质量的比例。
- 判断肥料的类别，依据含两种以上物质的是混合物：它同时含硝酸钾、磷酸二氢钾等多种物质，故为混合物。
- 判断 的类别，依据由不同种元素组成的纯净物是化合物：它由钾、氮、氧三种元素组成，是化合物。
- 判断是否为氧化物，依据氧化物必须只由两种元素组成且含氧： 虽含氧元素，但共有三种元素，故不是氧化物。
- 补充施肥提示：氮促叶、磷促根、钾增抗性，龙井春茶重在嫩叶品质，所以采摘前偏重氮肥，但过量会使茶叶氨基酸与茶多酚比例失衡而影响香气。
- 答：①指元素；②混合物；③化合物，但不是氧化物。
生活应用题 2 · 自来水与蒸馏水的取舍
小杭家买了台蒸馏水机。他发现说明书上写「长期只饮蒸馏水可能导致某些矿物质摄入不足」。①从物质分类角度说明自来水与蒸馏水的区别；②解释说明书这句话的道理；③如何用最简便的方法验证两者的差别？
分步解：
- 分类判断，依据纯净物与混合物的界限是所含物质的种数：蒸馏水只含水一种物质，是纯净物（也是化合物、氧化物）；自来水除水以外还溶有钙、镁等离子和微量余氯，是混合物。
- 解释说明书，依据元素是人体必需营养素之一：自来水中溶解的钙、镁等元素本身是人体所需；蒸馏过程把它们全部留在了蒸馏器里，故长期只饮蒸馏水会少掉这一部分元素来源（不过日常膳食是主要来源，影响有限）。
- 设计验证方法：取等量两种水分别滴在洁净的玻璃片上，放在酒精灯上加热蒸干。现象：自来水留下白色斑痕（溶解的盐类），蒸馏水几乎无痕。
- 补充生活印证：家里烧水壶内壁的水垢正是自来水中钙、镁化合物受热后沉积形成的，这是自来水为混合物最直观的证据。
- 答：①自来水是混合物、蒸馏水是纯净物；②蒸馏除去了水中原有的钙、镁等元素；③蒸干看有无白色残留，或观察水壶水垢。
考点
- 概念题·高频：元素的定义（质子数相同的一类原子的总称），种类由质子数决定
- 分类题·高频：判断混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物
- 易错辨析·高频：含氧化合物不一定是氧化物（ 是经典反例）
- 填空题·高频：地壳中含量前四位元素；含量最多的金属元素是铝
- 概念辨析：元素与原子的区别，「组成」与「构成」的用法
- 选择题：元素周期表的排列依据（原子序数即质子数）、周期与族
- 应用题：读肥料标签、水质报告中的元素含量
- 实验题：蒸干法区分纯净物与混合物
中考真题
下列说法正确的是（ ）A. 高锰酸钾 属于氧化物 B. 一个水分子由两个氢元素和一个氧元素构成 C. 地壳中含量最多的金属元素是铝 D. 矿泉水属于纯净物
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逐项分析：A 错， 由钾、锰、氧三种元素组成，氧化物必须只含两种元素；B 错，元素只讲种类不讲个数，应说「由两个氢原子和一个氧原子构成」；C 对，地壳中元素含量由多到少是氧、硅、铝、铁，其中铝是含量最多的金属元素；D 错，矿泉水溶有多种矿物质，属混合物。答案：C。
已知某物质由两种元素组成，其中一种为氧元素，另一种元素的质子数为 。①该物质属于哪几类（从纯净物、化合物、氧化物角度）？②质子数 的元素是什么？③若该物质的化学式为 ，说出它由哪些元素组成，并指出「组成」与「构成」的用法。
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第一步：判断物质类别，依据由不同种元素组成的纯净物是化合物，只由两种元素组成且含氧的化合物是氧化物：题给「由两种元素组成」说明是纯净物中的化合物；又其中一种是氧元素且只有两种元素，故还属于氧化物。第二步：确定元素种类，依据元素的种类由质子数决定，查元素周期表中原子序数（即质子数）为 的元素是铁。第三步：写出组成。 由铁元素和氧元素两种元素组成，是铁的氧化物，俗称铁锈的主要成分。
第四步：辨析两个动词的用法，依据元素是宏观概念、原子是微观概念：讲物质由元素组成（宏观、只说种类），讲分子由原子构成（微观、可说个数）。所以正确的说法是「 由铁、氧两种元素组成」，而不能说「由两个铁元素和三个氧元素构成」。第五步：答：①纯净物、化合物、氧化物；②铁元素；③由铁元素和氧元素组成，元素用「组成」、原子用「构成」。