知识点二 化合价的应用
3. 根据化学式计算化合物中某元素的化合价
依据:在化合物里,正、负化合价的代数和为0。一般根据无变价元素的化合价,计算出有变价元素的化合价。
[思考] 请根据化合价的一般规律计算出$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价。
4. 根据化合价书写化合物的化学式
一般步骤:物质的名称→排列元素
特别提醒:书写化合物的化学式时,一般按正价元素在左,负价元素在右的顺序写。但有一些化学式比较特殊,负价元素在左,正价元素在右,如$\overset{-3}{\ce{N}}\ce{H}_{3}$、$\overset{-4}{\ce{C}}\ce{H}_{4}$等。
3. 根据化学式计算化合物中某元素的化合价
依据:在化合物里,正、负化合价的代数和为0。一般根据无变价元素的化合价,计算出有变价元素的化合价。
[思考] 请根据化合价的一般规律计算出$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价。
4. 根据化合价书写化合物的化学式
一般步骤:物质的名称→排列元素
符号
→标注化合价
→确定原子个数→写出化学式→检查化学式。(简化为“左正右负,交叉约分”,如$\overset{+2}{\ce{Mg}}_{2}\overset{-2}{\ce{O}}_{2}⇒ \ce{MgO}$)特别提醒:书写化合物的化学式时,一般按正价元素在左,负价元素在右的顺序写。但有一些化学式比较特殊,负价元素在左,正价元素在右,如$\overset{-3}{\ce{N}}\ce{H}_{3}$、$\overset{-4}{\ce{C}}\ce{H}_{4}$等。
答案
[思考] $\ce{K_{2}MnO_{4}}$中K为+1价,O为-2价,设锰元素的化合价为x,根据化合物中元素正、负化合价的代数和为0,有$(+1)×2 +x +(-2)×4=0$,解得$x=+6$,则$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价为+6。
4. 符号 化合价
4. 符号 化合价
解析
【分析】
要解决两个问题:一是计算$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价,二是填写化合价书写化学式步骤中的空缺。计算化合价的思路:利用化合物中正负化合价代数和为0的规则,先确定已知元素(K、O)的化合价,设未知元素(Mn)的化合价为未知数,代入公式求解;填写步骤空缺的思路:回忆根据化合价写化学式的标准步骤,明确排列的是元素符号,标注的是化合价。
【解析】
1. 计算$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价:
根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,已知K元素在化合物中通常显+1价,O元素通常显-2价,设$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中Mn元素的化合价为$x$。
代入公式:$(+1)×2 + x + (-2)×4 = 0$
计算得:$2 + x - 8 = 0$,解得$x=+6$,故$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价为+6。
2. 填写化合价书写化学式的步骤空缺:
根据化合价书写化合物化学式的一般步骤,物质名称后需先排列元素符号,再标注化合价,因此两处空缺依次为“符号”“化合价”。
【答案】
[思考] $\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价为+6;4. 符号、化合价
【知识点】
化合价的应用、化学式的书写
【点评】
本题是化合价应用的基础题型,考查根据化学式计算元素化合价和根据化合价写化学式的步骤,属于化学用语的基础内容,需熟练掌握化合价规则和化学式书写方法。
【难度系数】
0.8
要解决两个问题:一是计算$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价,二是填写化合价书写化学式步骤中的空缺。计算化合价的思路:利用化合物中正负化合价代数和为0的规则,先确定已知元素(K、O)的化合价,设未知元素(Mn)的化合价为未知数,代入公式求解;填写步骤空缺的思路:回忆根据化合价写化学式的标准步骤,明确排列的是元素符号,标注的是化合价。
【解析】
1. 计算$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价:
根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,已知K元素在化合物中通常显+1价,O元素通常显-2价,设$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中Mn元素的化合价为$x$。
代入公式:$(+1)×2 + x + (-2)×4 = 0$
计算得:$2 + x - 8 = 0$,解得$x=+6$,故$\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价为+6。
2. 填写化合价书写化学式的步骤空缺:
根据化合价书写化合物化学式的一般步骤,物质名称后需先排列元素符号,再标注化合价,因此两处空缺依次为“符号”“化合价”。
【答案】
[思考] $\ce{K_{2}MnO_{4}}$中锰元素的化合价为+6;4. 符号、化合价
【知识点】
化合价的应用、化学式的书写
【点评】
本题是化合价应用的基础题型,考查根据化学式计算元素化合价和根据化合价写化学式的步骤,属于化学用语的基础内容,需熟练掌握化合价规则和化学式书写方法。
【难度系数】
0.8
1. 请根据下列给出的化学式及各元素的化合价总结规律。
$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+5}{P}_{2}\stackrel{-2}{O}_{5}$ $\stackrel{0}{O}_{2}$ $\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$ $\stackrel{0}{H}_{2}$ $\stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O}_{2}$
$\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+2}{Mg}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+3}{Fe}_{2}\stackrel{-2}{O}_{3}$ $\stackrel{0}{Ag}$ $\stackrel{+2}{Cu}\stackrel{-2}{O}$
(1) 在化合物里,氧通常显
(2) 在单质里,元素的化合价为
(3) 一些元素在不同物质中可显
(4) 在化合物里,正、负化合价的代数和为
(5) 金属元素与非金属元素化合时,金属元素显
(6) 书写化合物的化学式时,一般正价元素在
(7) 在化合物里,原子个数比=化合价绝对值的倒数比。
$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+5}{P}_{2}\stackrel{-2}{O}_{5}$ $\stackrel{0}{O}_{2}$ $\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$ $\stackrel{0}{H}_{2}$ $\stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O}_{2}$
$\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+2}{Mg}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+2}{Fe}\stackrel{-2}{O}$ $\stackrel{+3}{Fe}_{2}\stackrel{-2}{O}_{3}$ $\stackrel{0}{Ag}$ $\stackrel{+2}{Cu}\stackrel{-2}{O}$
(1) 在化合物里,氧通常显
-2
价。(2) 在单质里,元素的化合价为
0
。(3) 一些元素在不同物质中可显
不同
的化合价。(4) 在化合物里,正、负化合价的代数和为
0
。(5) 金属元素与非金属元素化合时,金属元素显
正
价,非金属元素显负
价。(6) 书写化合物的化学式时,一般正价元素在
左
,负价元素在右
。(7) 在化合物里,原子个数比=化合价绝对值的倒数比。
答案
1.(1) -2 (2) 0 (3) 不同 (4) 0 (5) 正 负 (6) 左 右
解析
【分析】本题需根据给出的各化学式及对应元素的化合价,总结化合价的相关规律。先观察实例:化合物中氧元素的化合价多为-2价;单质的化合价均为0;同一元素在不同物质中化合价不同;化合物中正负化合价代数和为0;金属与非金属化合时金属显正价、非金属显负价;书写化合物化学式时正价元素在前、负价元素在后,据此逐一推导答案。
【解析】(1) 观察所有化合物中氧元素的化合价,如$\stackrel{-2}{O}$在$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$、$\stackrel{+5}{P}_{2}\stackrel{-2}{O}_{5}$等中均为-2价,故氧通常显-2价;(2) 单质如$\stackrel{0}{O}_{2}$、$\stackrel{0}{H}_{2}$、$\stackrel{0}{Ag}$的化合价均为0,故单质里元素化合价为0;(3) 对比同一元素在不同物质的化合价,如C在$\stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O}_{2}$中为+4价、在$\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O}$中为+2价,说明同一元素在不同物质中可显不同化合价;(4) 计算化合物中正负化合价代数和,如$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$:$(+1)×2 + (-2)=0$,$\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$:$(+1)+(-1)=0$,故代数和为0;(5) 金属与非金属化合时,如$\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$中K为+1价(正)、Cl为-1价(负),$\stackrel{+2}{Mg}\stackrel{-2}{O}$中Mg为+2价(正)、O为-2价(负),故金属显正价,非金属显负价;(6) 书写化学式时,如$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$、$\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$均是正价元素在前,负价元素在后,故正价元素在左,负价元素在右。
【答案】(1) -2 (2) 0 (3) 不同 (4) 0 (5) 正 负 (6) 左 右
【知识点】化合价规律、单质化合价、化合物化合价规则
【点评】本题为基础化合价规律总结题,紧扣课本核心知识点,通过实例分析推导结论,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】0.8
【解析】(1) 观察所有化合物中氧元素的化合价,如$\stackrel{-2}{O}$在$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$、$\stackrel{+5}{P}_{2}\stackrel{-2}{O}_{5}$等中均为-2价,故氧通常显-2价;(2) 单质如$\stackrel{0}{O}_{2}$、$\stackrel{0}{H}_{2}$、$\stackrel{0}{Ag}$的化合价均为0,故单质里元素化合价为0;(3) 对比同一元素在不同物质的化合价,如C在$\stackrel{+4}{C}\stackrel{-2}{O}_{2}$中为+4价、在$\stackrel{+2}{C}\stackrel{-2}{O}$中为+2价,说明同一元素在不同物质中可显不同化合价;(4) 计算化合物中正负化合价代数和,如$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$:$(+1)×2 + (-2)=0$,$\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$:$(+1)+(-1)=0$,故代数和为0;(5) 金属与非金属化合时,如$\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$中K为+1价(正)、Cl为-1价(负),$\stackrel{+2}{Mg}\stackrel{-2}{O}$中Mg为+2价(正)、O为-2价(负),故金属显正价,非金属显负价;(6) 书写化学式时,如$\stackrel{+1}{H}_{2}\stackrel{-2}{O}$、$\stackrel{+1}{K}\stackrel{-1}{Cl}$均是正价元素在前,负价元素在后,故正价元素在左,负价元素在右。
【答案】(1) -2 (2) 0 (3) 不同 (4) 0 (5) 正 负 (6) 左 右
【知识点】化合价规律、单质化合价、化合物化合价规则
【点评】本题为基础化合价规律总结题,紧扣课本核心知识点,通过实例分析推导结论,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】0.8
2. 下列化学符号中的数字“2”表示的意义,
错误的是(
A.2Na:“2”表示2个钠元素
B.2O:“2”表示2个氧原子
C.$2OH^-$:“2”表示2个氢氧根离子
D.$\stackrel{+2}{Mg}$:“+2”表示镁元素为+2价
错误的是(
A
)。A.2Na:“2”表示2个钠元素
B.2O:“2”表示2个氧原子
C.$2OH^-$:“2”表示2个氢氧根离子
D.$\stackrel{+2}{Mg}$:“+2”表示镁元素为+2价
答案
2. A
解析
【分析】本题考查化学符号中数字的意义,解题思路是:先明确化学用语中不同位置数字的含义,区分宏观概念(元素)和微观概念(原子、离子)的表述,再逐一分析每个选项,找出表述错误的选项。
【解析】化学符号中数字的意义规则:①元素符号前的数字表示原子个数,元素是宏观概念,只讲种类不讲个数,不能用个数描述;②离子符号前的数字表示离子个数;③元素符号正上方的数字表示元素的化合价。
对各选项分析:
A选项:2Na中“2”在元素符号前,应表示2个钠原子,“2个钠元素”的表述错误(元素不能讲个数);
B选项:2O中“2”在元素符号前,表示2个氧原子,表述正确;
C选项:2OH⁻中“2”在离子符号前,表示2个氢氧根离子,表述正确;
D选项:$\stackrel{+2}{Mg}$中“+2”在元素符号正上方,表示镁元素为+2价,表述正确;
因此错误的是A选项。
【答案】A
【知识点】化学用语(数字的含义)、元素与原子的区别
【点评】本题是化学入门的基础题,核心考查化学符号中数字的意义,关键在于区分宏观概念(元素)和微观粒子(原子、离子)的表述,只要掌握基础规则即可轻松解答,属于易得分题。
【难度系数】0.7
【解析】化学符号中数字的意义规则:①元素符号前的数字表示原子个数,元素是宏观概念,只讲种类不讲个数,不能用个数描述;②离子符号前的数字表示离子个数;③元素符号正上方的数字表示元素的化合价。
对各选项分析:
A选项:2Na中“2”在元素符号前,应表示2个钠原子,“2个钠元素”的表述错误(元素不能讲个数);
B选项:2O中“2”在元素符号前,表示2个氧原子,表述正确;
C选项:2OH⁻中“2”在离子符号前,表示2个氢氧根离子,表述正确;
D选项:$\stackrel{+2}{Mg}$中“+2”在元素符号正上方,表示镁元素为+2价,表述正确;
因此错误的是A选项。
【答案】A
【知识点】化学用语(数字的含义)、元素与原子的区别
【点评】本题是化学入门的基础题,核心考查化学符号中数字的意义,关键在于区分宏观概念(元素)和微观粒子(原子、离子)的表述,只要掌握基础规则即可轻松解答,属于易得分题。
【难度系数】0.7
3. 已知某化合物中铝为+3价,氧为-2价,则该化合物的化学式可能为(
A.AlO
B.$\ce{Al_{2}O_{3}}$
C.$\ce{Al_{3}O_{2}}$
D.$\ce{O_{2}Al_{2}}$
B
)。A.AlO
B.$\ce{Al_{2}O_{3}}$
C.$\ce{Al_{3}O_{2}}$
D.$\ce{O_{2}Al_{2}}$
答案
3. B
解析
【分析】
要确定化合物的化学式,需依据“化合物中各元素正负化合价的代数和为0”的原则,分别计算每个选项中铝(+3价)和氧(-2价)的化合价总和,总和为0的即为正确化学式。
【解析】
根据化合物中正负化合价代数和为0的规则,逐一分析选项:
选项A(AlO):化合价总和为 $(+3) + (-2) = +1 ≠ 0$,不符合要求;
选项B($\ce{Al_{2}O_{3}}$):化合价总和为 $2×(+3) + 3×(-2) = 6 - 6 = 0$,符合要求;
选项C($\ce{Al_{3}O_{2}}$):化合价总和为 $3×(+3) + 2×(-2) = 9 - 4 = 5 ≠ 0$,不符合要求;
选项D($\ce{O_{2}Al_{2}}$):化合价总和为 $2×(-2) + 2×(+3) = -4 + 6 = 2 ≠ 0$,且化学式中元素顺序应为正价在前、负价在后,该选项顺序错误,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
化合价与化学式、化合物化合价代数和规则
【点评】
本题考查化学式书写的基础知识点,核心是利用“化合物中正负化合价代数和为0”的规则判断,属于化学用语的基础应用,难度较低。
【难度系数】
0.8
要确定化合物的化学式,需依据“化合物中各元素正负化合价的代数和为0”的原则,分别计算每个选项中铝(+3价)和氧(-2价)的化合价总和,总和为0的即为正确化学式。
【解析】
根据化合物中正负化合价代数和为0的规则,逐一分析选项:
选项A(AlO):化合价总和为 $(+3) + (-2) = +1 ≠ 0$,不符合要求;
选项B($\ce{Al_{2}O_{3}}$):化合价总和为 $2×(+3) + 3×(-2) = 6 - 6 = 0$,符合要求;
选项C($\ce{Al_{3}O_{2}}$):化合价总和为 $3×(+3) + 2×(-2) = 9 - 4 = 5 ≠ 0$,不符合要求;
选项D($\ce{O_{2}Al_{2}}$):化合价总和为 $2×(-2) + 2×(+3) = -4 + 6 = 2 ≠ 0$,且化学式中元素顺序应为正价在前、负价在后,该选项顺序错误,不符合要求。
【答案】
B
【知识点】
化合价与化学式、化合物化合价代数和规则
【点评】
本题考查化学式书写的基础知识点,核心是利用“化合物中正负化合价代数和为0”的规则判断,属于化学用语的基础应用,难度较低。
【难度系数】
0.8
4.(1)已知钠元素为+1价,硫元素为-2价,则硫化钠的化学式为
(2)已知铝元素为+3价,硫酸根为-2价,则硫酸铝的化学式为
$\ce{Na_{2}S}$
。(2)已知铝元素为+3价,硫酸根为-2价,则硫酸铝的化学式为
$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$
。答案
4.(1) $\ce{Na_{2}S}$ (2) $\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$
解析
【分析】
要确定化合物的化学式,需依据“化合物中正负化合价代数和为0”的原则,采用十字交叉法确定各元素(或原子团)的原子个数:
(1)硫化钠由钠元素和硫元素组成,已知钠为+1价、硫为-2价,计算使正负总价和为0的原子个数;
(2)硫酸铝由铝元素和硫酸根(原子团)组成,已知铝为+3价、硫酸根为-2价,同理计算原子团的个数,且原子团个数不为1时需加括号。
【解析】
(1)设硫化钠中钠原子个数为$x$,硫原子个数为$y$,根据化合价代数和为0:
$(+1)×x + (-2)×y = 0$,解得$x:y=2:1$,故硫化钠化学式为$\ce{Na_{2}S}$;
(2)设硫酸铝中铝原子个数为$m$,硫酸根($\ce{SO^{2-}_{4}}$)个数为$n$,根据化合价代数和为0:
$(+3)×m + (-2)×n = 0$,解得$m:n=2:3$,硫酸根个数为3,需加括号,故硫酸铝化学式为$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$。
【答案】
(1) $\ce{Na_{2}S}$ (2) $\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$
【知识点】
根据化合价书写化学式,化合价规则,原子团的表示
【点评】
本题考查化学用语中化学式的基础书写方法,核心是利用正负化合价代数和为0的规则,需注意原子团个数不为1时要加括号,属于化学基础题,是化学学习的必备技能。
【难度系数】
0.8
要确定化合物的化学式,需依据“化合物中正负化合价代数和为0”的原则,采用十字交叉法确定各元素(或原子团)的原子个数:
(1)硫化钠由钠元素和硫元素组成,已知钠为+1价、硫为-2价,计算使正负总价和为0的原子个数;
(2)硫酸铝由铝元素和硫酸根(原子团)组成,已知铝为+3价、硫酸根为-2价,同理计算原子团的个数,且原子团个数不为1时需加括号。
【解析】
(1)设硫化钠中钠原子个数为$x$,硫原子个数为$y$,根据化合价代数和为0:
$(+1)×x + (-2)×y = 0$,解得$x:y=2:1$,故硫化钠化学式为$\ce{Na_{2}S}$;
(2)设硫酸铝中铝原子个数为$m$,硫酸根($\ce{SO^{2-}_{4}}$)个数为$n$,根据化合价代数和为0:
$(+3)×m + (-2)×n = 0$,解得$m:n=2:3$,硫酸根个数为3,需加括号,故硫酸铝化学式为$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$。
【答案】
(1) $\ce{Na_{2}S}$ (2) $\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$
【知识点】
根据化合价书写化学式,化合价规则,原子团的表示
【点评】
本题考查化学用语中化学式的基础书写方法,核心是利用正负化合价代数和为0的规则,需注意原子团个数不为1时要加括号,属于化学基础题,是化学学习的必备技能。
【难度系数】
0.8
5. 氮化锶($\ce{Sr_{3}N_{2}}$)是生产高端荧光粉的主要原料。已知$\ce{Sr_{3}N_{2}}$中N的化合价为-3,则Sr的化合价为(
A.-3
B.-2
C.+2
D.+3
C
)。A.-3
B.-2
C.+2
D.+3
答案
5. C
解析
【分析】
要计算化合物中某元素的化合价,需依据“化合物中各元素正负化合价的代数和为零”的核心规则。已知氮化锶($\ce{Sr_{3}N_{2}}$)中N的化合价为-3,设Sr的化合价为未知数,代入规则列方程求解即可。
【解析】
设$\ce{Sr}$元素的化合价为$x$,根据化合物中正负化合价代数和为零,可得:
$3x + 2×(-3) = 0$
计算得:$3x - 6 = 0$,解得$x = +2$,即$\ce{Sr}$的化合价为+2,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
化合价计算规则;化合物中化合价代数和为零
【点评】
本题考查基础的化合价计算,核心是应用化合物中正负化合价代数和为零的原则,属于化学用语的基础题型,难度较低,是学生需熟练掌握的知识点。
【难度系数】
0.9
要计算化合物中某元素的化合价,需依据“化合物中各元素正负化合价的代数和为零”的核心规则。已知氮化锶($\ce{Sr_{3}N_{2}}$)中N的化合价为-3,设Sr的化合价为未知数,代入规则列方程求解即可。
【解析】
设$\ce{Sr}$元素的化合价为$x$,根据化合物中正负化合价代数和为零,可得:
$3x + 2×(-3) = 0$
计算得:$3x - 6 = 0$,解得$x = +2$,即$\ce{Sr}$的化合价为+2,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
化合价计算规则;化合物中化合价代数和为零
【点评】
本题考查基础的化合价计算,核心是应用化合物中正负化合价代数和为零的原则,属于化学用语的基础题型,难度较低,是学生需熟练掌握的知识点。
【难度系数】
0.9
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