第四节 探究物质的组成（同步讲义）化学北京版2024九年级上册

第四单元 认识化学元素 第四节 探究物质的组成 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解探究物质组成的基本思路和方法。 2．了解研究物质的组成和结构的意义。 一、探究物质组成的主要过程 研究物质的组成，首先要知道该物质是由什么元素和按怎样的百分比组成的，这就需要进行元素的定性和定量分析。 分离混合物得到纯净物→确定元素（原子→测定分子中原子的个数比→分析原子排列方式 二、探究石蜡的组成 石蜡是组成比水复杂的混合物，通过燃烧产物推测石蜡的部分组成元素。 探究·实践 实验目的 探究石蜡的元素组成。 设计思路 利用化学变化（如燃烧），将石蜡转化成已知组成的熟悉物质； 再依据化学变化中元素种类不变的原理，推测石蜡中可能存在的元素。 猜想与依据 石蜡中存在_______元素，依据是_______。 实验方案 实验原理：石蜡 + O2CO2 + H2O 仪器和药品________________________ 实验装置及操作步骤________________________ 预测实验现象________________________ 进行实验及得出结论____________________________。 反思交流 1. 通过定性实验，能得出石蜡中一定存在哪种元素？依据是什么？ 2. 化学兴趣小组做了定量实验，实验结果如下：31 g石蜡在氧气中完全燃烧，生成96.8 g二氧化碳和41.4 g 水。请推求石蜡的元素组成。 3. 除通过燃烧反应研究石蜡的元素组成外，是否可以通过类似电解水的方法研究（可查阅资料）？ 三、认识青蒿素 1. 青蒿素的发现 2015 年 10 月，屠呦呦以“发现青蒿素，开创疟疾治疗新方法”荣获诺贝尔生理学或医学奖。 2017 年 1 月，国务院授予屠呦呦研究员国家最高科学技术奖。2019 年9 月，被授予“共和国勋章”。 思考问题： （1）从研究物质组成的一般过程来看，屠呦呦和她的团队主要工作是哪个环节？ （2）研究发现，青蒿素的确对治疗疟疾具有特殊疗效。但是，如果仅通过从天然的青蒿叶提取青蒿素，需要大量的原料和复杂的工艺。因此，实现人工合成青蒿素是必由之路。如果要人工合成青蒿素，还需要知道青蒿素的哪些信息？ （3）阅读有关屠呦呦和青蒿素的相关书籍，了解更多的细节，谈谈你关于科学家精神的认识和感受。 2. 分离提纯青蒿素 青蒿素分离提纯的步骤如下： 思考问题： （1）为什么要将青蒿叶剪碎 ? （2）青蒿素的提取利用了物质的哪些性质？ 3. 确定青蒿素的元素组成和分子构成 一般的化学方法很难确定青蒿素的组成和结构，需要借助现代先进的分析仪器。例如，通过元素分析仪确定了青蒿素的元素组成和原子个数比；通过质谱仪确定青蒿素的分子式；通过红外光谱仪和核磁共振氢谱仪确定青蒿素的部分结构；通过X射线衍射仪得到更细致的数据，最终确定出青蒿素的原子排列结构。 四、研究物质的组成和结构的意义 确定了青蒿素的组成和结构，就可通过化学合成的方法大批量生产，不需要再从青蒿类植物中提取，且人工合成的青蒿素纯度更高、性质更稳定，也为后续的药物改进打下基础。这正是研究物质组成和结构的意义所在。 1．2015年10月5日，中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药—青蒿素(C15H22O5)和双氢青蒿素的贡献，与另外两位科学家共享2015年度诺贝尔生理学或医学奖。请问： （1）青蒿素由 元素组成； （2）青蒿素每个分子中共有 个原子； （3）青蒿素中原子的个数比 ； （4）青蒿素的相对分子质量； （5）青蒿素中各元素的质量比； （6）青蒿素中碳元素的质量分数。 2．为探究某有机物的组成元素，设计了如下实验： 定性检测（已知：无水遇水变蓝色） （1） 实验操作 实验现象 结论 连接装置，先 ，再装入试剂并按如图进行实验，通入，一段时间后，点燃处酒精灯。 装置中无水变 色 塑料燃烧产物中有水 装置中 塑料燃烧产物中有二氧化碳 由上述实验可知，该塑料一定含有的元素是 （填元素符号）。 ►问题 探究物质组成的方法 【典例1】某化合物在O2中完全燃烧，产物只有CO2和H2O，则关于该化合物的组成，说法正确的是 A．只有C、H两种元素 B．一定有C、H两种元素，可能有O元素 C．一定有C、H、O三种元素 D．无法确定 【典例2】学习了“观察与截述蜡烛及其燃烧”后，小明同学对酒精及其燃烧产生了兴趣，请你和他一起完成以下实验探究。 探究一：酒精的物理性质 （1）点燃前：观察到酒精灯里的酒精是 色液体，打开灯帽，可闻到有特殊的香味，说明酒精具有 (“易”或“不易”)挥发的性质。 探究二：酒精的燃烧 （2）点燃时：仔细观察发现火焰分 层。 （3）对酒精燃烧后产生的主要气体进行探究。 [提出问题] 酒精燃烧后产生的气体主要含有什么? [查阅资料] ①酒精的主要成分是乙醇(C2H5OH)，含有碳、氢、氧三种元素。 ②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 [猜想与假设] 分析：酒精主要含有碳、氢、氧元素，完全燃烧后，碳元素转化为二氧化碳，氢元素转化为水，酒精完全燃烧后产生的气体可能是二氧化碳和水蒸气。 猜想一：只有二氧化碳。 猜想二：只有水蒸气。 猜想三：含有二氧化碳和水蒸气。 [进行实验] 实验操作 实验现象 实验结论 将用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上方 澄清石灰水 猜想二不正确 烧杯内壁出现水雾 猜想一不正确 [得出结论] 通过上述实验现象可知，猜想 正确。 [拓展提升] 证明化学反应是否产生某种物质，就要利用 进行设计实验验证。 【变式1-1】某化学兴趣小组的同学们对教材中“对蜡烛及其燃烧的探究”实验（如图1）进行了改进，如图2、3所示。请回答下列问题： 【查阅资料】硫酸铜（）是一种白色粉末，具有强吸水性，吸水后变为蓝色。 【实验过程】 （1）如图2，将漏斗斜插入蜡烛焰心时，观察到漏斗内产生白烟，再将燃着的火柴放在漏斗尖嘴处，逸出的白烟燃烧并产生了火焰，据此判断白烟的主要成分是 （填“石蜡蒸气”、“一氧化碳”或“石蜡固体”）。 （2）如图3，用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛，在烧杯内靠近顶部的位置了适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。一段时间后，蜡烛熄灭，并观察到硫酸铜粉末变蓝，澄清石灰水变浑浊。结论：根据实验现象，结合反应前后元素种类不发生改变，则可以推断石蜡一定含有的元素是： （填元素符号）。 【变式1-2】已知某物质R在空气中燃烧的表达式为：R+O2H2O+CO2，则有关R中元素组成说法正确的是（ ） A．只含碳元素 B．一定含碳元素和氧元素 C．一定含有氧元素 D．一定含碳元素和氢元素，可能含有氧元素 【变式1-3】研究“水”可从多角度展开。我们可以借助模型来使抽象的问题形象化，如图为水通电分解的微观示意图，请据图回答下列问题： （1）宏观现象：按图一所示装置观察到的现象是 ，写出反应的化学表达式 ，该反应类型属于 反应。 （2）微观分析： ①请将图二中方框内的信息补充完整（作图） ，在该反应中，属于单质的是 （填字母代号）； ②从反应的微观结构图中得出化学变化的实质是 。 （3）结论：水是由 组成的。 （4）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成氢气和氢氧化钾，写出该反应的化学表达式： 。 1．（23-24九年级上·安徽宣城·期中）我国科学家制备出“人造树叶”，可将二氧化碳变成氧气，二氧化碳能产生氧气的原因是含有（ ） A．氧原子 B．氧分子 C．氧离子 D．氧元素 2．（23-24九年级·陕西咸阳·期中）某纯净物 M 稍加热生成氨气（NH3）、CO2、H2O，据此事实不能得出的结论为（ ） A．M 由四种元素组成 B．M 发生分解反应 C．M 中有水 D．M 不稳定 3．构建化学基本观念是学好化学的基础，下列有关化学学科观念的说法中不正确的是 A．分类观：从组成上看二氧化碳和冰都是氧化物 B．守恒观：蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则蜡烛中一定含有碳、氢、氧三种元素 C．转化观：水和氧气之间可以互相转化 D．结构观：水和过氧化氢化学性质不同，因为分子种类不同 4．1972年初，屠呦呦研究小组采用乙醚低温没取，成功分离并结晶出“青蒿素Ⅱ”(后称青蒿素)，经测定其化学式为。下列说法正确的是 A．从物质分类看青蒿素属于氧化物 B．青蒿素中碳元素质量分数最大 C．青蒿素由15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子构成 D．青蒿素的成功研制体现出化学在提高人类生活质量方面的重要作用 5．（23-24九年级上·贵州黔南·期中）“天宫”空间站中资源的最大化利用是航天品牛活的重要保障。如图所示是资源再利用中的一个微观示意图，下列有关叙述正确的是（ ）    A．该反应为分解反应 B．分子在化学变化中不可分 C．物质C由两种元素组成属于混合物 D．化学反应前后原子的种类不变 6．中国药学家屠呦呦从黄花蒿中提取青蒿素开创疟疾治疗新方法获得诺贝尔奖。青蒿素化学式为．青蒿素为无色针状晶体，对热不稳定，易受湿、热而分解。在常压和催化剂作用下，青蒿素可被氢气还原，生成氢化青蒿素（）和水。 阅读上文，回答下列问题： （1）青蒿素属于 （填“纯净物”或“混合物”），构成青蒿素的微观粒子的名称是 。 （2）溶解青蒿素时用乙醇而不能用水，由此推测青蒿素的物理性质是 。 （3）青蒿素与氢气反应的符号表达式为 。 （4）青蒿素保存时应注意 。 7．归纳和推理是化学学习和研究中常用的思维方法。下列推理中，正确的是 A．在同一化合物中，金属元素显正价，所以非金属元素一定显负价 B．蜡烛燃烧生成CO2和H2O，所以蜡烛一定只含碳元素和氢元素 C．单质只含一种元素，所以由一种元素组成的纯净物一定是单质 D．阴离子是带负电荷的粒子，所以带负电荷的粒子一定是阴离子 8．某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）。该小组同学对该气体的成分进行如下探究。 【猜想与假设】 小华说：该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种。 （1）小明说：根据化学反应前后 不变，维C泡腾片的主要成分中不含 ，所以不可能生成N2。 （2）小芳说：从药品安全角度考虑，因为CO 有毒，所以不可能含有； 易燃易爆，所以也不可能含有，写出该气体在空气中燃烧的反应文字表达式 。 该小组同学经过讨论认为：该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。 【进行实验】 实验编号 实验操作 实验现象 ① 将气体通入澄清的石灰水中 澄清石灰水变浑浊 ② 将带火星的木条伸入该气体中 带火星的木条没有复燃 【得出结论】 （3）由实验①可知，该气体中肯定含有 。 （4）由实验② （填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是 。 9．“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，标志着我国航天事业取得突破性进展。火星拥有丰富的二氧化碳等资源，火星低层大气的主要成分如下表。 气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他 体积分数/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25 （1）若为满足人类未来在火星上生活，下列研究不合理的是 。 A．将CO2转化为O2，提高O2含量 B．将CO2分解转化为N2，提高N2含量 C．寻找水的存在和开发水循环技术 D．将火星上的N2与O2反应生成水 （2）为了鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，请完成下列表格。 实验操作 预期现象和必要结论 若 ，说明该气体是模拟“火星低层大气”组成的气体。 若 ，说明该气体是空气。 10．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。 【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 【实验验证】 方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。 （1）小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是 。 方案二：小刚用如图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热，使蔗糖分解。 （2）观察到 出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 （3）观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表： 实验过程 实验现象 将小烧杯中装入适量的 ，并向硬质玻璃管中通入足量氧气，点燃酒精灯； ①硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ② 。 写出上述实验硬质玻璃管中反应的化学方程式： 。 【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。 【拓展交流】 （4）方案二中，先通入一会儿氮气的原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四单元 认识化学元素 第四节 探究物质的组成 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解探究物质组成的基本思路和方法。 2．了解研究物质的组成和结构的意义。 一、探究物质组成的主要过程 研究物质的组成，首先要知道该物质是由什么元素和按怎样的百分比组成的，这就需要进行元素的定性和定量分析。 分离混合物得到纯净物→确定元素（原子）种类→测定分子中原子的个数比→分析原子排列方式 二、探究石蜡的组成 石蜡是组成比水复杂的混合物，通过燃烧产物推测石蜡的部分组成元素。 探究·实践 实验目的 探究石蜡的元素组成。 设计思路 利用化学变化（如燃烧），将石蜡转化成已知组成的熟悉物质； 再依据化学变化中元素种类不变的原理，推测石蜡中可能存在的元素。 猜想与依据 石蜡中存在_______元素，依据是_______。 实验方案 实验原理：石蜡 + O2CO2 + H2O 仪器和药品________________________ 实验装置及操作步骤________________________ 预测实验现象________________________ 进行实验及得出结论____________________________。 反思交流 1. 通过定性实验，能得出石蜡中一定存在哪种元素？依据是什么？ 2. 化学兴趣小组做了定量实验，实验结果如下：31 g石蜡在氧气中完全燃烧，生成96.8 g二氧化碳和41.4 g 水。请推求石蜡的元素组成。 3. 除通过燃烧反应研究石蜡的元素组成外，是否可以通过类似电解水的方法研究（可查阅资料）？ 三、认识青蒿素 1. 青蒿素的发现 2015 年 10 月，屠呦呦以“发现青蒿素，开创疟疾治疗新方法”荣获诺贝尔生理学或医学奖。 2017 年 1 月，国务院授予屠呦呦研究员国家最高科学技术奖。2019 年9 月，被授予“共和国勋章”。 思考问题： （1）从研究物质组成的一般过程来看，屠呦呦和她的团队主要工作是哪个环节？ （2）研究发现，青蒿素的确对治疗疟疾具有特殊疗效。但是，如果仅通过从天然的青蒿叶提取青蒿素，需要大量的原料和复杂的工艺。因此，实现人工合成青蒿素是必由之路。如果要人工合成青蒿素，还需要知道青蒿素的哪些信息？ （3）阅读有关屠呦呦和青蒿素的相关书籍，了解更多的细节，谈谈你关于科学家精神的认识和感受。 2. 分离提纯青蒿素 青蒿素分离提纯的步骤如下： 思考问题： （1）为什么要将青蒿叶剪碎 ? （2）青蒿素的提取利用了物质的哪些性质？ 3. 确定青蒿素的元素组成和分子构成 一般的化学方法很难确定青蒿素的组成和结构，需要借助现代先进的分析仪器。例如，通过元素分析仪确定了青蒿素的元素组成和原子个数比；通过质谱仪确定青蒿素的分子式；通过红外光谱仪和核磁共振氢谱仪确定青蒿素的部分结构；通过X射线衍射仪得到更细致的数据，最终确定出青蒿素的原子排列结构。 四、研究物质的组成和结构的意义 确定了青蒿素的组成和结构，就可通过化学合成的方法大批量生产，不需要再从青蒿类植物中提取，且人工合成的青蒿素纯度更高、性质更稳定，也为后续的药物改进打下基础。这正是研究物质组成和结构的意义所在。 1．2015年10月5日，中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药—青蒿素(C15H22O5)和双氢青蒿素的贡献，与另外两位科学家共享2015年度诺贝尔生理学或医学奖。请问： （1）青蒿素由 元素组成； （2）青蒿素每个分子中共有 个原子； （3）青蒿素中原子的个数比 ； （4）青蒿素的相对分子质量； （5）青蒿素中各元素的质量比； （6）青蒿素中碳元素的质量分数。 【答案】（1）C、H、O （2）42 （3）15:22:5 （4）青蒿素的相对分子质量为： （5）青蒿素中C、H、O元素的质量比为： （6）青蒿素中碳元素的质量分数为： 【解析】（1）由化学式可知，青蒿素由C、H、O三种元素组成； （2）由化学式可知，每个青蒿素分子中含15个碳原子、22个氢原子、5个氧原子共42个原子； （3）由化学式可知，青蒿素中C、H、O原子的个数比为：15:22:5； （4）见答案； （5）见答案； （6）见答案。 2．为探究某有机物的组成元素，设计了如下实验： 定性检测（已知：无水遇水变蓝色） （1） 实验操作 实验现象 结论 连接装置，先 ，再装入试剂并按如图进行实验，通入，一段时间后，点燃处酒精灯。 装置中无水变 色 塑料燃烧产物中有水 装置中 塑料燃烧产物中有二氧化碳 由上述实验可知，该塑料一定含有的元素是 （填元素符号）。 【答案】（1）检查装置气密性 蓝 澄清石灰水变浑浊 C、H 【解析】（1）该实验中有气体参加反应，所以连接装置，先检查装置气密性，故填检查装置气密性； 无水硫酸铜与水接触形成蓝色的五水硫酸铜晶体，由实验结论可知，塑料燃烧产物中有水，则装置B中的无水硫酸铜变为蓝色，故填蓝； 二氧化碳能够与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，碳酸钙沉淀使澄清石灰水变浑浊，由实验结论可知，塑料燃烧产物中有二氧化碳，则装置C中的澄清石灰水变浑浊，故填澄清石灰水变浑浊； 由实验结论可知，塑料燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳中含有碳元素和氧元素，水中含有氢元素与氧元素，根据质量守恒定律可知，该塑料一定含有的元素是碳元素和氧元素，故填C、H。 ►问题 探究物质组成的方法 【典例1】某化合物在O2中完全燃烧，产物只有CO2和H2O，则关于该化合物的组成，说法正确的是 A．只有C、H两种元素 B．一定有C、H两种元素，可能有O元素 C．一定有C、H、O三种元素 D．无法确定 【答案】B 【解析】某化合物在空气中完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水，氧气是由氧元素组成的；CO2和H2O中含有碳、氧、氢三种元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，生成物的氧元素可能全部来自于氧气，也可能来自于氧气和该物质，则该化合物中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。故选B。 【典例2】学习了“观察与截述蜡烛及其燃烧”后，小明同学对酒精及其燃烧产生了兴趣，请你和他一起完成以下实验探究。 探究一：酒精的物理性质 （1）点燃前：观察到酒精灯里的酒精是 色液体，打开灯帽，可闻到有特殊的香味，说明酒精具有 (“易”或“不易”)挥发的性质。 探究二：酒精的燃烧 （2）点燃时：仔细观察发现火焰分 层。 （3）对酒精燃烧后产生的主要气体进行探究。 [提出问题] 酒精燃烧后产生的气体主要含有什么? [查阅资料] ①酒精的主要成分是乙醇(C2H5OH)，含有碳、氢、氧三种元素。 ②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 [猜想与假设] 分析：酒精主要含有碳、氢、氧元素，完全燃烧后，碳元素转化为二氧化碳，氢元素转化为水，酒精完全燃烧后产生的气体可能是二氧化碳和水蒸气。 猜想一：只有二氧化碳。 猜想二：只有水蒸气。 猜想三：含有二氧化碳和水蒸气。 [进行实验] 实验操作 实验现象 实验结论 将用澄清石灰水润湿内壁的烧杯罩在火焰上方 澄清石灰水 猜想二不正确 烧杯内壁出现水雾 猜想一不正确 [得出结论] 通过上述实验现象可知，猜想 正确。 [拓展提升] 证明化学反应是否产生某种物质，就要利用 进行设计实验验证。 【答案】（1）无 易 （2）三 （3）变浑浊 在火焰上方罩一个干冷的烧杯 三 化学反应反应前后元素种类不变来推测产物 【解析】（1）酒精是无色液体； 打开灯帽，有特殊香味，说明酒精易挥发； （2）酒精灯火焰分为外焰、内焰、焰心，3层； （3）若猜想二不正确，表明产物中有二氧化碳，则澄清石灰水会变浑浊； 若猜想一不正确，表明产物中有水蒸气，验证水蒸气的存在可在火焰上方罩一个干冷的烧杯，若烧杯内壁有水雾出现，则证明有水生成； 由上述实验可知，猜想三正确； 由上述实验可知，要证明化学反应是否产生某种物质，就要利用化学反应反应前后元素种类不变来推测产物，进行实验设计。 【变式1-1】某化学兴趣小组的同学们对教材中“对蜡烛及其燃烧的探究”实验（如图1）进行了改进，如图2、3所示。请回答下列问题： 【查阅资料】硫酸铜（）是一种白色粉末，具有强吸水性，吸水后变为蓝色。 【实验过程】 （1）如图2，将漏斗斜插入蜡烛焰心时，观察到漏斗内产生白烟，再将燃着的火柴放在漏斗尖嘴处，逸出的白烟燃烧并产生了火焰，据此判断白烟的主要成分是 （填“石蜡蒸气”、“一氧化碳”或“石蜡固体”）。 （2）如图3，用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛，在烧杯内靠近顶部的位置了适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。一段时间后，蜡烛熄灭，并观察到硫酸铜粉末变蓝，澄清石灰水变浑浊。结论：根据实验现象，结合反应前后元素种类不发生改变，则可以推断石蜡一定含有的元素是： （填元素符号）。 【答案】（1）石蜡固体 （2）C、H 【解析】（1）将漏斗斜插入蜡烛焰心时，观察到漏斗内产生白烟，再将燃着的火柴放在漏斗尖嘴处，逸出的白烟燃烧并产生了火焰，说明白烟具有可燃性，石蜡蒸气是无色的，一氧化碳是无色，故白烟不是石蜡蒸气和一氧化碳，白烟是石蜡蒸气凝结成的固体小颗粒，故填：石蜡固体； （2）一段时间后，蜡烛熄灭，并观察到硫酸铜粉末变蓝，澄清石灰水变浑浊，硫酸铜吸水变蓝，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含C、H、O元素，反应物氧气由氧元素组成，故推断蜡烛中一定含有的元素是：C、H。 【变式1-2】已知某物质R在空气中燃烧的表达式为：R+O2H2O+CO2，则有关R中元素组成说法正确的是（ ） A．只含碳元素 B．一定含碳元素和氧元素 C．一定含有氧元素 D．一定含碳元素和氢元素，可能含有氧元素 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含C、H、O三种元素，故反应物中也应含C、H、O三种元素，氧气由氧元素组成，故R中一定含C、H元素，可能含氧元素。 故选D。 【变式1-3】研究“水”可从多角度展开。我们可以借助模型来使抽象的问题形象化，如图为水通电分解的微观示意图，请据图回答下列问题： （1）宏观现象：按图一所示装置观察到的现象是 ，写出反应的化学表达式 ，该反应类型属于 反应。 （2）微观分析： ①请将图二中方框内的信息补充完整（作图） ，在该反应中，属于单质的是 （填字母代号）； ②从反应的微观结构图中得出化学变化的实质是 。 （3）结论：水是由 组成的。 （4）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成氢气和氢氧化钾，写出该反应的化学表达式： 。 【答案】（1）通电一段时间后，试管A、B都产生气泡，液面下降，气体体积比约为2：1 分解 （2） BC 化学反应中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子 （3）氢元素和氧元素 （4） 【解析】（1）图一所示装置观察到的现象是通电一段时间后，试管A、B都产生气泡，液面下降，气体体积比约为2：1；水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学表达式为：，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应； （2） ①水分子离解成氢原子和氧原子，氢原子与氢原子结合成氢分子，氧原子与氧原子结合成氧分子，化学反应中原子的种类和数目保持不变，每2个水分子能生成2个氢分子和氧分子，图二中方框内的信息补充1个氧分子，如图：； 单质是由同种元素组成的纯净物，在该反应中，属于单质的是氧气和氢气，故填：BC；②反应的微观结构图中得出化学变化的实质是化学反应中分子离解成原子，原子重新组合成新的分子； （3）水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，该实验说明了水是由氢元素和氧元素组成的； （4）将黄豆大小的金属钾放入盛有水的烧杯中，生成氢气和氢氧化钾，该反应的反应物是钾和水，生成物是氢氧化钾和氢气，反应的化学表达式为：。 1．（23-24九年级上·安徽宣城·期中）我国科学家制备出“人造树叶”，可将二氧化碳变成氧气，二氧化碳能产生氧气的原因是含有（ ） A．氧原子 B．氧分子 C．氧离子 D．氧元素 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，氧气由氧元素组成，则二氧化碳能产生氧气，是因为二氧化碳中含有氧元素。 故选D。 2．（23-24九年级·陕西咸阳·期中）某纯净物 M 稍加热生成氨气（NH3）、CO2、H2O，据此事实不能得出的结论为（ ） A．M 由四种元素组成 B．M 发生分解反应 C．M 中有水 D．M 不稳定 【答案】C 【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含N、H、O、C四种元素，故M是由四种元素组成，不符合题意； B、某纯净物 M 稍加热生成氨气（NH3）、CO2、H2O，该反应是由一种物质生成三种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意； C、M是纯净物，不含水，符合题意； D、M稍加热就能分解，说明M不稳定，不符合题意； 故选：C。 3．构建化学基本观念是学好化学的基础，下列有关化学学科观念的说法中不正确的是 A．分类观：从组成上看二氧化碳和冰都是氧化物 B．守恒观：蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，则蜡烛中一定含有碳、氢、氧三种元素 C．转化观：水和氧气之间可以互相转化 D．结构观：水和过氧化氢化学性质不同，因为分子种类不同 【答案】B 【解析】A、二氧化碳和水都是由氧元素和另外一种元素组成的化合物，都是氧化物，故A正确； B、蜡烛燃烧时，由于空气提供了氧元素，且燃烧产物水和二氧化碳中含有碳、氢、氧三种元素，依据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不会改变，故可推断石蜡中一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素，故B错误； C、氧气和水在一定条件下可相互转化，水电解生成氢气和氧气，氢气燃烧生成水，故C正确； D、过氧化氢由过氧化氢分子构成，水由水分子构成，过氧化氢和水的化学性质不同，是因为两者的分子构成不同，不同种的分子性质不同，故D正确。 故选B。 4．1972年初，屠呦呦研究小组采用乙醚低温没取，成功分离并结晶出“青蒿素Ⅱ”(后称青蒿素)，经测定其化学式为。下列说法正确的是 A．从物质分类看青蒿素属于氧化物 B．青蒿素中碳元素质量分数最大 C．青蒿素由15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子构成 D．青蒿素的成功研制体现出化学在提高人类生活质量方面的重要作用 【答案】BD 【解析】A、氧化物指的是由两种元素组成的化合物，其中一种为氧元素，青蒿素是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物，说法不正确； B、青蒿素中C、H、O三种元素的质量比为(12×15):(1×22):(16×5)=90:11:40，故青蒿素中碳元素质量分数最大，说法正确； C、1个青蒿素分子由15个碳原子、22个氢原子和5个氧原子构成，说法不正确； D、青蒿素的成功研制抑制细菌和病毒，保障人体健康，体现出化学在提高人类生活质量方面的重要作用，说法正确； 故选BD。 5．（23-24九年级上·贵州黔南·期中）“天宫”空间站中资源的最大化利用是航天品牛活的重要保障。如图所示是资源再利用中的一个微观示意图，下列有关叙述正确的是（ ）    A．该反应为分解反应 B．分子在化学变化中不可分 C．物质C由两种元素组成属于混合物 D．化学反应前后原子的种类不变 【答案】D 【解析】A、由图可知，反应物是单质H2和化合物CO2，生成物是CH4和水H2O两种化合物，不符合一变多，不是分解反应，说法错误； B、在化学反应中，分子可分，原子不可分，说法错误； C、根据微观示意图可知，物质C是CH4，是由两种元素组成的纯净物，说法错误； D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数量、质量均不发生改变，说法正确。 故选D。 6．中国药学家屠呦呦从黄花蒿中提取青蒿素开创疟疾治疗新方法获得诺贝尔奖。青蒿素化学式为．青蒿素为无色针状晶体，对热不稳定，易受湿、热而分解。在常压和催化剂作用下，青蒿素可被氢气还原，生成氢化青蒿素（）和水。 阅读上文，回答下列问题： （1）青蒿素属于 （填“纯净物”或“混合物”），构成青蒿素的微观粒子的名称是 。 （2）溶解青蒿素时用乙醇而不能用水，由此推测青蒿素的物理性质是 。 （3）青蒿素与氢气反应的符号表达式为 。 （4）青蒿素保存时应注意 。 【答案】（1）纯净物 青蒿素分子 （2）不溶于水，能溶于乙醇中 （3） （4）防潮、远离热源或远离还原性物 【解析】（1）青蒿素化学式为 C15H22O5，属于纯净物；青蒿素是由青蒿素分子构成。 （2）溶解青蒿素时用乙醇而不能用水，说明青蒿素不溶于水，能溶于乙醇中。 （3）在常压和催化剂作用下，青蒿素和氢气反应生成氢化青蒿素和水，反应的符号表达式为：。 （4）青蒿素对热不稳定，易受湿、热和还原性物质的影响而分解，因此保存时应注意保持干燥、远离热源和还原性物质。 7．归纳和推理是化学学习和研究中常用的思维方法。下列推理中，正确的是 A．在同一化合物中，金属元素显正价，所以非金属元素一定显负价 B．蜡烛燃烧生成CO2和H2O，所以蜡烛一定只含碳元素和氢元素 C．单质只含一种元素，所以由一种元素组成的纯净物一定是单质 D．阴离子是带负电荷的粒子，所以带负电荷的粒子一定是阴离子 【答案】C 【解析】A、在同一化合物中，金属元素显正价，但非金属元素不一定显负价，如硫酸铜中硫元素为+6价，故A错误； B、根据质量守恒定律可知，蜡烛燃烧生成CO2和H2O，所以蜡烛一定含碳元素和氢元素，可能含有氧元素，故B错误； C、单质为只含一种元素的纯净物，则由一种元素组成的纯净物一定是单质，故C正确； D、阴离子为带负电荷的粒子，但核外电子也带负电荷，则带负电荷的粒子不一定是阴离子，故D错误。 故选C。 8．某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）。该小组同学对该气体的成分进行如下探究。 【猜想与假设】 小华说：该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种。 （1）小明说：根据化学反应前后 不变，维C泡腾片的主要成分中不含 ，所以不可能生成N2。 （2）小芳说：从药品安全角度考虑，因为CO 有毒，所以不可能含有； 易燃易爆，所以也不可能含有，写出该气体在空气中燃烧的反应文字表达式 。 该小组同学经过讨论认为：该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。 【进行实验】 实验编号 实验操作 实验现象 ① 将气体通入澄清的石灰水中 澄清石灰水变浑浊 ② 将带火星的木条伸入该气体中 带火星的木条没有复燃 【得出结论】 （3）由实验①可知，该气体中肯定含有 。 （4）由实验② （填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是 。 【答案】（1）元素种类 氮/氮元素/N （2）氢气/H2 （3）二氧化碳/CO2 （4）不能 当氧气含量低于一定值时，带火星的木条不能复燃 【解析】（1）由图1可知，维C泡腾片中不含氮原子，根据反应前后元素种类不变，则生成物中也应不含氮元素，即不可能含有氮气。 （2）氢气可燃，且不纯时易发生爆炸，则也不可能含有氢气； 氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：。 （3）二氧化碳能使澄清石灰水变变浑浊，由实验①的现象可知，该气体中一定含有二氧化碳。 （4）当氧气含量低于一定值时，带火星的木条也不能复燃，则根据实验②的现象，不能确定该气体中不含氧气。 9．“嫦娥五号”月球采样返回，“天问一号”成功抵达火星，标志着我国航天事业取得突破性进展。火星拥有丰富的二氧化碳等资源，火星低层大气的主要成分如下表。 气体成分 CO2 N2 Ar O2 其他 体积分数/% 95.32 2.7 1.6 0.13 0.25 （1）若为满足人类未来在火星上生活，下列研究不合理的是 。 A．将CO2转化为O2，提高O2含量 B．将CO2分解转化为N2，提高N2含量 C．寻找水的存在和开发水循环技术 D．将火星上的N2与O2反应生成水 （2）为了鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，请完成下列表格。 实验操作 预期现象和必要结论 若 ，说明该气体是模拟“火星低层大气”组成的气体。 若 ，说明该气体是空气。 【答案】（1）BD （2）分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，振荡 石灰水变浑浊 石灰水不变浑浊 【知识点】质量守恒定律内容及适用范围、二氧化碳的检验、验满及净化 【解析】（1）A、二氧化碳中含有氧元素，可以转化为氧气；选项A不符合题意； B、二氧化碳中没有氮元素，它分解不能转化为氮气，选项B符合题意； C、寻找水和开发水循环技术可以帮助解决人类生存需要水的问题，选项C不符合题意； D、水是由氢元素和氧元素组成，将火星上的氮气与氧气反应生成水的研究不合理，选项D符合题意； 故填：BD。 （2）鉴别一瓶模拟“火星低层大气”组成的气体和一瓶空气，分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，振荡，若石灰水变浑浊，说明该气体是模拟“火星低层大气”组成的气体；若石灰水不变浑浊，说明该气体是空气，故填：分别向两瓶气体中倒入澄清石灰水，振荡；石灰水变浑浊；石灰水不变浑浊。 10．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。 【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 【实验验证】 方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。 （1）小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是 。 方案二：小刚用如图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热，使蔗糖分解。 （2）观察到 出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 （3）观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表： 实验过程 实验现象 将小烧杯中装入适量的 ，并向硬质玻璃管中通入足量氧气，点燃酒精灯； ①硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ② 。 写出上述实验硬质玻璃管中反应的化学方程式： 。 【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。 【拓展交流】 （4）方案二中，先通入一会儿氮气的原因是 。 【答案】（1）反应物有氧气，已提供氧元素 （2）烧杯内有水珠或水雾或无色液滴 （3）澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 （4）排尽玻璃管内空气，避免干扰实验 【解析】（1）根据反应前后元素的种类不变，二氧化碳中含有碳元素和氧元素，水中含有氢、氧元素，则反应物中也含碳、氢、氧元素，而氧气中含有氧元素，则蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 （2）当观察到干冷的小烧杯中出现水雾时，则说明生成物中含有水，根据反应前后元素种类不变，则说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。 （3）碳在氧气中剧烈燃烧，发出白光，且燃烧生成二氧化碳，且二氧化碳能使澄清石灰石变浑浊，则将小烧杯中装入适量的澄清石灰水； 现象为硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光，澄清石灰水变浑浊。 反应的化学方程式为：。 （4）由于空气中含有二氧化碳和水蒸气，为了防止空气的干扰，则应通入一会儿氮气。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$