内容正文:
第18讲 化合价
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.认识化合价的一般规律。
2.熟悉常见元素和根的化合价。
3.能根据化合价书写化合物的化学式。
4.能根据化学式计算元素的化合价。
一、化合价
1.化合价:是用来表示元素在形成化合物时的原子个数比。化合价有正价与负价之分。
2.表示方法:在元素符号正上方标出化合价。+、-在前,数字在后。若数字为1时,不能省略。
如:氯化镁:Mg (+2)Cl (-1)2; 硫酸钠:Na (+1)2SO4
3.化合价与离子符号的比较:
化合价
离子符号
相同点
数值相同:元素(或原子团)的化合价的数值 = 离子带的电荷数
正负一致:元素化合价的符号与离子带的电性一致
不同点
标示位置不同
标示在正上方
标示在右上角
数字与正负号
的位置不同
正负号在前,数字在后;
数字1不能省略;
数字在前,正负号在后;
数字1省略不写。
典例
-2价的氧元素 O (-2);+2价的镁元素M (+)g (2)
+1价的钠元素Na (+1);-1价的氯元素C (-)l (1)
硫离子S2-;铝离子Al3+
钠离子Na+;氟离子F-
4.常用化合价规律:
(1)在化合物里O通常为 -2 价,在化合物里H通常为 +1 价。
(2)在单质中元素的化合价为零。
(3)在化合物中,既有正价元素又有负价元素,且正负化合价的代数和为零。
如:以P2O5为例,即(+5)×2+(-2)×5=0
(4)原子团的化合价 = 原子团中各元素化合价的代数和。
如:CO32-化合价:-2 = (+4)+(-2)×3
(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)同种元素在不同物质中可显示不同的化合价。
如:CO和CO2中碳元素化合价分别为+2价和+4价
(7)同种元素在同一物质中也可显示不同的化合价。
NH4NO3中氮元素的化合价不同,其中NH4+中氮元素显-3价,NO3-中氮元素显+5价。
5.常见元素和根的化合价
化合价口诀
化合价
对应的离子符号
钾钠银氢+1价;
K (+1)、Na (+1)、Ag (+1)、H (+1)
K+、Na+、Ag+、H+
钙镁钡锌+2价;
Ca (+2)、Mg (+2)、Ba (+2)、Zn (+2)
Ca2+、Mg2+、Ba2+、Zn2+
氟氯溴碘-1价;
F (-1)、Cl (-1)、Br (-1)、I (-1)
F-、Cl-、Br-、I-
通常氧硫-2价;
O (-2)、S (-2)
O2-、S2-
亚铜+1铜+2;
亚铁+2铁+3;
Cu (+1)、Cu (+2)
Fe (+2)、Fe (+3)
Cu+、Cu2+
Fe2+、Fe3+
铝+3,硅+4,磷+5;
Al (+3)
Al3+
-1氢氧硝酸根;
OH (-1)、NO (-3)3
OH-、NO3-
-2硫酸碳酸根;
SO (-2)4、CO (-2)3
SO42- 、CO32-
+1价的是铵根。
NH (+1)4
NH4+
【易混易错】
(1)铜有+1、+2价,铜为+1价,铁为+2价时,读作“亚”,如Cu2O读作“氧化亚铜”,FeO读作“氧化亚铁”,Fe2+读作“亚铁离子”;CuO读作“氧化铜”,Fe2O3读作“氧化铁”。
(2) 硫有-2、+4、+6价,氯有-1、+1、+5、+7价,碳有+2、+4价。
(3) H2O2中氧元素化合价为-1价。
(4) 高锰酸钾(KMnO4)中有的原子团叫高锰酸根(MnO4- );锰酸钾(K2MnO4)中含有的原子团叫锰酸根(MnO42-),二者区别是锰元素化合价不同。
二、根据化学式计算化合价
1.计算依据:化合物里正、负化合价的代数和为零。
2.计算步骤:
计算步骤
典例
(1)写出化学式。
(2)标出已知元素的化合价。
(3)设未知元素的化合价。
(4)根据化合物里各元素正、负化合价代数和为零列式计算。
【易混易错】
(1) 氢、氧、钾、钠、镁、铝、银、钡、锌等元素通常只有一种化合价,一般可直接标示,不需要计算。
(2) 铁、氯、硫、锰、氮、磷等元素有可变化合价,一般不能直接标示,需要计算。
(3) 若有原子团,原子团的化合价可直接标出,再计算其他元素或原子团中元素的化合价。
(4) 原子团中各元素化合价代数和不为零,而是等于原子团的化合价。
三、根据化合价书写化学式
1.两种元素组成的化合物的化学式书写
书写步骤
典例
(1)写出元素符号:正价在左,负价在右。
写出+3价和+5价磷的氧化物的化学式。
(2)标出元素的化合价。
(3)化合价的绝对值交叉放在元素符号的右下角并约简。
(4)用化合价代数和是否为零检查化学式。
2.含原子团的化合物的化学式书写
书写步骤
典例
(1)写出元素和原子团的符号:正价在左,负价在右。
写出碳酸钠和氢氧化铁化学式。
(2)标出元素和原子团的化合价。
(3)化合价的绝对值交叉约简放在元素符号和原子团的右下角。
(4)检查化学式,若原子团的个数不为1,需加括号。
考点一 化合价规律
【例1】 下列关于化合价的说法错误的是
A.在化合物里,氧元素只能显-2价
B.H2中氢元素的化合价为0
C.化学变化中元素化合价可能发生变化
D.同一元素在不同化合物中可显不同化合价
【答案】A
【详解】A.在化合物里,氧元素通常显-2价,但并非只能显-2价,也可以显-1价,例如:,故选项说法错误,符合题意;
B.根据化合价规律:单质的化合价为零可知,H2中氢元素的化合价为0,故选项说法正确,不符合题意;
C.化学变化中元素化合价可能发生变化,如氢气还原氧化铜生成铜和水,反应前后氢元素与铜元素的化合价发生了改变,二氧化碳与水反应生成碳酸,反应前后,所有元素的化合价均不改变,故选项说法正确,不符合题意;
D.同种元素在不同物质中可能有不同的化合价,如硝酸铵中的氮元素分别显+5和-3价,故选项说法正确,不符合题意,故选A。
【变式1-1】录像用的高性能磁粉的主要材料之一是由3种元素组成的化学式为CoxFe3-xO3-x的化合物,已知氧元素的中化合价是-2价,钴(Co)和铁可能呈现+2价或+3价。该化合物中每种元素只有一种化合价,下列说法正确的是
A.在上述化合物中铁的化合价数值有可能高于钴的化合价数值
B.在上述化合物中铁不可能呈现+2价
C.x的值有可能小于1
D.在上述化合物中钴和铁有可能同时呈现+2价
【答案】B
【分析】若钴和铁元素的化合价相同时不符合元素正负化合价的代数和为0,则化合物中Co和铁的化合价不同,因此Co、Fe的化合价可能为+2、+3价或+3、+2价。氧元素显-2价,若Co的化合价为+3,Fe的化合价为+2,利用化合物中正负化合价的代数和为零,则(+3)×x+(+2)×(3-x)+(-2)×(3+x)=0,解得x=0,该可能不符合题意;
氧元素显-2价,若Co的化合价为+2,Fe的化合价为+3,利用化合物中正负化合价的代数和为零,则(+2)×x +(+3)×(3- x)+(-2)×(3+ x)=0,解得x =1。
【详解】A、由分析可知,Co的化合价为+2,Fe的化合价为+3,故说法错误;
B、由分析可知,Co的化合价为+2,Fe的化合价为+3,故说法正确;
C、由分析可知,x =1,故说法错误;
D、由分析可知,Co的化合价为+2,Fe的化合价为+3,故说法错误。
故选B。
【变式1-2】有关化合物的说法中,正确的是
A.在同一种化合物中,同一种元素的化合价不一定相同
B.在所有的化合物中,金属元素一定显正价,非金属元素一定显负价
C.一种元素在不同的化合物中可能表现不同的化合价
D.化合物中,氧元素通常显-2价,氢常显+1价,原子团中各元素的化合价代数和为零
【答案】AC
【详解】A、在同一种化合物中,同一种元素的化合价不一定相同。例如在NH4NO3中,铵根()中氮元素显−3价,硝酸根()中氮元素显+5价,该选项正确;
B、在化合物中,金属元素一般显正价,但非金属元素不一定显负价。比如在H2O中氢元素是非金属元素,显+1价,该选项错误;
C、一种元素在不同的化合物中可能表现不同的化合价。例如碳元素,在CO中碳元素显+2价,在CO2中碳元素显+4价 ,该选项正确;
D、化合物中,氧元素通常显−2价,氢常显+1价 ,但原子团是一个整体,原子团中各元素的化合价代数和不为零,而是等于原子团所带的电荷数,例如在中,硫元素显+6价,氧元素显−2价,,该选项错误。
故选AC。
考点二 离子符号与化合价
【例2】下列相关化学用语表述正确的是
A.——硝酸根离子 B.——硫酸钾
C.——2个氮原子 D.——碳元素的化合价为+4价
【答案】D
【详解】A、硝酸根离子带一个单位的负电荷,离子符号的书写,将数字和正负号标在元素符号的右上角,先写数字,后标正负号,数值为1,省略不写,离子符号为:选项错误;
B、硫酸钾是由钾和硫酸根组成的,钾元素显+1价,硫酸根显-2价,根据正价在左负价在右,正负化合价代数和为零,化合价数值约到最简交叉写在元素右下角,化学式为:K2SO4,选项错误;
C、N2表示1个氮分子,表示一个氮分子中含有2个氮原子,选项错误;
D、二氧化碳中碳元素的化合价显+4价;由化合价的表示方法,在该元素符号的正上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,故表示二氧化碳中碳元素的化合价显+4价,表述错误;
故选D。
【变式2-1】下列有关化学用语的表示正确的是
A.2个氢分子:2H B.氧化镁中镁元素的化合价:
C.氧气中氧元素的化合价: D.2个铁离子:
【答案】D
【详解】A、由分子的表示方法,正确书写物质的化学式,表示多个该分子,就在其分子符号前加上相应的数字,则2个氢分子可表示为:2H2,错误;
B、氧化镁中,镁元素的化合价为+2,由化合价的表示方法,在该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,氧化镁中镁元素的化合价为+2价可表示为:,错误;
C、单质中元素化合价为0,氧气中氧元素的化合价表示为:,错误;
D、离子的表示方法,在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略。若表示多个该离子,就在其离子符号前加上相应的数字,1个铁离子带3个单位的正电荷,2个铁离子可表示为:2Fe3+,正确。
故选D。
【变式2-2】掌握化学用语是学好化学的关键。下列用语表述正确的是
A.碳酸钾的化学式: B.铜离子:
C.价的钙元素: D.4个氢原子:
【答案】B
【详解】A、钾元素的化合价为+1价,碳酸根的化合价为-2价,根据正价在左负价在右,正负化合价代数和为零,化合价数值约到最简交叉写在元素右下角,故碳酸钾化学式为:K2CO3,选项错误;
B、铜离子带2个单位正电荷,离子符号的书写,将数字和正负号标在元素符号的右上角,先写数字,后标正负号,数值为1,省略不写,故离子符号为:Cu2+,选项正确;
C、化合价的表示方法:在元素的正上方表示,正负号在前,数字在后,故价的钙元素表示为:,选项错误;
D、用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字,故4个氢原子表示为:4H,选项错误;
故选B。
考点三 根据化学式计算化合价
【例3】“84”消毒液在应对突发公共卫生事件中起到了重要的作用,其主要成分为NaClO(次氯酸钠)。已知NaClO中钠为+1价,氧为-2价,则氯的化合价为
A.-4 B.+1 C.+2 D.+4
【答案】B
【详解】在化合物中,各元素化合价的代数和为零(即化合物整体电中性)。已知 NaClO 中:钠元素(Na)的化合价为+1,氧(O)的化合价为-2,
解:设氯(Cl)的化合价为 x,根据代数和为零的规则:,故选B。
【变式3-1】下列各组物质中,带点元素的化合价相同的是
A.O2、CO2 B.KCl、KClO3 C.N2O5、HNO3 D.KMnO4、K2Mn4
【答案】C
【详解】A、O2属于单质,其中氧元素的化合价为0,CO2中氧元素为-2价,二者带点元素(氧元素)的化合价不同,不符合题意;
B、根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,KCl中钾元素显+1价,则氯元素为-1价;KClO3中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价为x,则有(+1)+x+(-2)×3=0,解得x=+5,二者带点元素(氯元素)的化合价不同,不符合题意;
C、根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,N2O5中氧元素显-2价,则氮元素为+5价,HNO3中氢元素显+1价,氧元素显-2价,设氮元素化合价为y,则有(+1)+y+(-2)×3=0,解得y=+5,二者带点元素(氮元素)的化合价相同,符合题意;
D、根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,KMnO4中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设锰元素的化合价为z,则有(+1)+z+(-2)×4=0,解得z=+7;K2MnO4中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设锰元素的化合价为w,则有(+1)×2+w+(-2)×4=0,解得w=+6,二者带点元素(锰元素)的化合价不同,不符合题意;
故选C。
【变式3-2】分析NaCl、X、HClO、KClO3、KClO4的排列顺序规律,可知X代表的物质是
A.Cl2 B.Ca(ClO)2 C.HCl D.ClO2
【答案】A
【分析】根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0,NaCl中钠元素显+1价,氯元素为-1价;X;HClO中氢元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价为a,则有(+1)+a+(-2)=0,解得a=+1;KClO3中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价为b,则有(+1)+b+(-2)×3=0,解得b=+5、KClO4中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价为c,则有(+1)+c+(-2)×4=0,解得c=+7;物质是按氯元素化合价由低到高进行排列,则X中氯元素化合价应在-1和+1之间。
【详解】A、单质中元素的化合价为0,因此氯气中氯元素化合价为0,在-1和+1之间,符合题意;
B、Ca(ClO)2中钙元素显+2价,氧元素显-2价,设氯元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+2)+2x+(-2)×2=0,则x=+1,不符合题意;
C、根据在化合物中正负化合价代数和为零,HCl中氢元素显+1价,则氯元素为-1价,不符合题意;
D、ClO2中氧元素显-2价,设氯元素的化合价是y,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:y+(-2)×2=0,则y=+4,不符合题意;
故选:A。
考点四 根据化合价书写化学式
【例4】下列物质的化学式及名称对应正确的是
A.氧化铝 AlO B.硝酸 C.氢氧化钠 D.氯化钙
【答案】D
【详解】A.氧化铝中,铝元素显+3价,氧元素显-2价,化学式为:Al2O3,故错误;
B.硝酸中,氢元素显+1价,硝酸根显-1价,化学式为:HNO3,故错误;
C.氢氧化钠中钠元素显+1价,氢氧根显-1价,化学式为:NaOH,故错误;
D.氯化钙中,钙元素显+2价,氯元素显-1价,化学式为:CaCl2,故正确;
故选D。
【变式4-1】某同学制作的试剂标签如图,其中化学式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A、氢氧化钙中钙元素显+2价,氢氧根显-1价,根据正价在左负价在右,正负化合价代数和为零,化合价数值约到最简交叉写在元素右下角,化学式为Ca(OH)2(原子团加角数时要括括号),选项错误;
B、氯化钾中钾元素显+1价,氯元素显-1,化学式为KCl,选项错误;
C、硫酸铜中铜元素显+2价,硫酸根显-2价,化学式为CuSO4,选项正确;
D、氧化铁中铁元素显+3价,氧元素显-2价,化学式为:Fe2O3,选项错误;
故选C。
【变式4-2】元素的化合价和物质的类别是学习物质性质的两个重要方面,如图是氮元素的价类二维图。
(1)图中A点对应的物质的化学式为 ,它对应的物质类别X是 。
(2)中氮元素的化合价为 。
(3)图中C点对应的物质为大气污染物之一,写出其对应的化学式为 。
(4)是一种对提高农作物的产量具有重要作用的肥料,请标出中氮元素的化合价: ,它对应图中的 (填字母)点,其名称是 。
【答案】(1) 单质
(2)
(3)
(4) G 硝酸钾
【详解】(1)图中A点对应物质中氮元素化合价为0,则A对应的物质为氮气,化学式为:N2;
氮气是由氮元素组成的纯净物,属于单质;
(2)NH3中氢元素显+1价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-3;
(3)C点属于氧化物,且氮元素显+4价,则其化学式为:NO2;
(4)KNO3中钾元素显+1价,氧元素显-2价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得氮元素显+5价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故KNO3中氮元素的化合价表示为:;
KNO3是由K、N、O元素组成的化合物,不属于氧化物,且KNO3中氮元素显+5价,故对应图中的G点,其名称是:硝酸钾。
基础达标
1.有关元素化合价的下列说法中,正确的是
A.在单质铁中,铁元素可能显+2或+3价
B.在化合物中,同一种元素只能表现出一种化合价
C.在化合物中,金属元素总是显正价,非金属元素总是显负价
D.在任何化合物中,各元素正负化合价之和为零
【答案】D
【详解】A、单质中元素的化合价为0 ,在单质铁中,铁元素的化合价是0价,不是+2价或+3价,A 错误;
B、在化合物中,同一种元素可能表现出不同的化合价,例如在NH4NO3中,铵根()中氮元素显-3价,硝酸根()中氮元素显+5价,B 错误;
C、在化合物中,金属元素一般显正价,但非金属元素不一定总是显负价,例如在H2O中,氢元素是非金属元素,显+1价,C 错误;
D、在任何化合物中,各元素正负化合价之和为零,这是化合物中化合价的重要规则,D 正确。
故选D。
2.焦亚硫酸钠是一种食品漂白剂和疏松剂。焦亚硫酸钠中硫元素的化合价为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】钠元素显+1价,氧元素显−2价,设硫元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+2x+(−2)×5=0,则x=+4价。
故选C。
3.《黄帝九鼎神丹经决》收录了我国古代炼丹家孤刚子的“炼石胆取精华法”,其中描述了硫酸铜的热解。硫酸铜中铜元素的化合价为
A.-2 B.+2 C.+4 D.+6
【答案】B
【详解】硫酸铜中硫酸根的化合价为-2,根据化合物中各元素化合价的代数和为0,则铜元素的化合价为+2,故选B。
4.下列物质中非金属元素的化合价有显正价的是
A.CaH2 B.KIO3 C.NaAlO2 D.FeS2
【答案】B
【详解】A、CaH2中非金属元素为氢元素,其中金属元素钙显正价,根据在化合物中正负化合价代数和为零,氢元素显负价,故选项错误;
B、KIO3中非金属元素为碘元素和氧元素,其中钾元素显+1价,氧元素显-2价,设碘元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(-2)×3=0,则x=+5价,故选项正确;
C、NaAlO2中非金属元素为氧元素,其中钠元素显+1价,铝元素显+3价,设氧元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)+(+3)+2x=0,则x=-2价,故选项错误;
D、FeS2中硫元素为非金属元素,其中铁元素显正价,所以硫元素显负价,故选项错误;
故选:B。
5.下列各组含氯物质中,氯元素化合价相同的是
A.Cl2、HCl B.KClO4、KClO3 C.NaCl、HClO D.HClO、Cl2O
【答案】D
【详解】A、根据单质中元素的化合价为0,Cl2属于单质,故氯元素的化合价为0;氢元素显+1价,设HCl中氯元素的化合价是x,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x=0,则x=-1价;氯元素的化合价不相同,故选项错误;
B、在化合物中钾元素显+1价,氧元素显-2价,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,设KClO4中氯元素的化合价是x,可得:(+1)+x+(-2)×4=0,则x=+7价;设KClO3中氯元素的化合价是y,可得:(+1)+y+(-2)×3=0,则y=+5价;氯元素的化合价不相同,故选项错误;
C、在NaCl中钠元素显+1价,设NaCl中氯元素的化合价是x,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x=0,则x=-1价;HClO中氢元素显+1价,氧元素显-2价,设HClO中氯元素的化合价是y,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:(+1)+y+(-2)=0,则y=+1价;氯元素的化合价不相同,故选项错误;
D、HClO中氢元素显+1价,氧元素显-2价,设HClO中氯元素的化合价是x,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:(+1)+x+(-2)=0,则x=+1价;Cl2O氧元素显-2价,设Cl2O中氯元素的化合价是y,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得:2y+(-2)=0,则y=+1价;氯元素的化合价相同,故选项正确;
故选:D。
6.下列含碳物质中,碳元素化合价最低的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】在碳酸钙中,钙显+2价,氧显-2价,设碳元素化合价为x,根据化合物中元素化合价代数和为零,则(+2)+x+(-2)×3=0,x=+4。一氧化碳中,氧元素显-2价,设碳元素化合价为y,则y+(-2)=0,y=+2。二氧化碳中,氧元素显-2价,设碳元素化合价为z,则z+(-2)×2=0,z=+4。C60是碳的一种单质,碳元素化合价为零。故选C。
7.下列有关化学用语的说法正确的是
A.表示2个汞元素 B.表示1个铁离子
C.中氧元素的化合价为零 D.氧化铝的化学式是
【答案】C
【详解】A、原子的表示方法,用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字。表示2个汞原子,元素只讲种类不讲个数,故A错误;
B、表示1个亚铁离子,1个铁离子表示为故B错误;
C、单质中元素的化合价为0,属于单质,氧气中氧元素的化合价为零,故C正确;
D、氧化铝中氧元素的化合价为,铝元素的化合价为,因此氧化铝的化学式是,故D错误;
故选C。
8.某同学制作的试剂标签如图,其中化学式书写不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A、氯化铁中铁元素显+3价,氯元素显-1价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则氯化铁的化学式为,化学式书写不正确,符合题意;
B、硝酸铜中铜元素显+2价,硝酸根显-1价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则硝酸铜的化学式为,化学式书写正确,不符合题意;
C、氢氧化钾中钾元素显+1价,氢氧根显-1价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则氢氧化钾的化学式为KOH,化学式书写正确,不符合题意;
D、氧化钙中钙元素显+2价,氧元素显-2价,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则氧化钙的化学式为CaO,化学式书写正确,不符合题意。
故选:A。
9.三寸粉笔,三尺讲台系国运;一颗丹心,一生秉烛铸民魂。制作粉笔所用到的以下原料中,化合价标注正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A、氧化铁中氧元素显-2价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故氧化铁中氧元素的化合价表示为:,不符合题意;
B、水中氢元素显+1价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故水中氢元素的化合价表示为:,不符合题意;
C、碳单质中碳元素化合价为0,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故碳单质中碳元素的化合价表示为:,不符合题意;
D、硫酸钙中钙元素显+2价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故硫酸钙中钙元素的化合价表示为:,符合题意。
故选D。
10.雷雨天,氮气经过一系列转化可以生成硝酸。转化过程中会涉及下列物质,其中氮元素化合价为的是
A. B.NO C. D.
【答案】D
【详解】A、N2是单质,单质中元素的化合价为0,所以氮气中氮元素化合价是0,该选项错误;
B、在NO中,氧元素通常显−2价,设氮元素化合价为x,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,可得,解得x=+2,即NO中氮元素化合价为+2,该选项错误;
C、在NO2中,氧元素显−2价,设氮元素化合价为y,由化合物中各元素正、负化合价代数和为0,则,解得y=+4,即NO2中氮元素化合价为+4,该选项错误;
D、在HNO3中,氢元素显+1价,氧元素显−2价,设氮元素化合价为z,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,可得,解得z=+5,即HNO3中氮元素化合价为+5,该选项正确。
故选D。
11.生产二氧化氯高效消毒剂的原理为,其涉及的含氯物质中,氯元素化合价标注正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】元素化合价的表示方法:确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,数值为1时,不能省略。
【详解】A、根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,NaClO3中,钠元素化合价为+1价、氧元素化合价为-2价,设氯元素化合价为x,则(+1)+x+(-2)×3=0,解得x=+5,表示为,故错误;
B、根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,HCl中,氢元素化合价为+1价,氯元素化合价为-1价,表示为,故错误;
C、根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,ClO2中,氧元素化合价为-2价,设氯元素化合价为y,则y+(-2)×2=0,解得y=+4,表示为,故错误;
D、在单质中,单质中元素的化合价为零,氯气属于单质,其中氯元素化合价为0,表示为,故正确;
故选:D。
12.如图为含氮物质的化合价与物质类别的关系图,请填写:
(1)氮元素化合价为0的物质的化学式为 。
(2)A点对应的物质为大气污染物之一,其化学式为 。
(3)氨气(NH3)在图中对应的点为 (填“B”或“C”或“D”)。
【答案】(1)N2
(2)NO2
(3)D
【详解】(1)单质中元素的化合价为0,则氮元素化合价为0的物质的化学式为N2;
(2)A点的物质为氧化物,氮元素化合价为+4,则其化学式为NO2;
(3)氨气(NH3)中,氢元素化合价为+1价,根据化合物中元素化合价代数和为零可知,氮元素化合价为-3价,则对应的点为D。
过关检测
1.下列有关化合价的说法中,正确的是
A.金属元素通常显正价,显正价的元素一定是金属元素
B.非金属元素只显负价,不显正价
C.单质中元素的化合价可能显正价,也可能显负价
D.化合物中各元素化合价的代数和为零
【答案】D
【详解】A、金属元素通常显正价,但显正价的元素不一定是金属元素;非金属元素在化合物中不一定总显负价,如H2O中氢元素显+1价,故选项说法错误;
B、非金属元素在化合物中不一定总显负价,如H2O中氢元素显+1价,故选项说法错误;
C、单质中元素的化合价为0,故选项说法错误;
D、在化合物中正负化合价代数和为零,故选项说法正确。
故选D。
2.新能源汽车越来越多的走进千家万户,新能源汽车常用磷酸亚铁锂()电池作为动力。已知锂在化合物中为价,则中磷元素的化合价为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】中,显价,显价,O显价,设磷元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零,可得:,则,
故选D。
3.氯化铵是一种常用的化学肥料,可以促进植物的生长。下列物质中N的化合价与氯化铵中N的化合价相同的是
A.N2 B.NH3 C.NO2 D.N2O5
【答案】B
【详解】在氯化铵(NH4Cl)中,氯元素显−1价 ,氢元素显+1价,设氮元素化合价为x,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零,则,解得x=−3 。
A、N2是单质,单质中元素化合价为0,该选项不符合;
B、在NH3中,氢元素显+1价,设氮元素化合价为y,由化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得,解得y=−3,与氯化铵中氮元素化合价相同,该选项符合;
C、在NO2中,氧元素显−2价,设氮元素化合价为z,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零,有,解得z=+4,该选项不符合;
D、在N2O5中,氧元素显−2价,设氮元素化合价为w,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零,可得,解得w=+5,该选项不符合。
故选B。
4.下列保护古建筑用到的物质中,化学式书写及元素的化合价标注均正确的一项是
A.氢氧化钙 B.碳 C.氧化铜 D.硫酸亚铁
【答案】C
【详解】A、氢氧化钙由钙离子和氢氧根离子构成,钙离子显+2价,氢氧根离子显-1价,化学式为:Ca(OH)2,氢氧化钙中氢元素显+1价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故氢氧化钙中氢元素的化合价表示为:,不符合题意;
B、碳单质的化学式为:C,碳单质中碳元素化合价为0,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故表示为:,不符合题意;
C、氧化铜中铜元素显+2价,氧元素显-2价,故氧化铜的化学式为:CuO,氧化铜中氧元素显-2价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故表示为:,符合题意;
D、硫酸亚铁由亚铁离子和硫酸根离子构成,亚铁离子显+2价,硫酸根离子显-2价,化学式为:FeSO4,硫酸亚铁中铁元素显+2价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。表示为:,不符合题意。
故选C。
5.下列符号中“2”的意义表述正确的是( )。
A.N2——两个氮原子 B.H2O——两个氢分子
C.Fe2+——一个铁离子带两个单位的正电荷 D.——氧化钙中钙元素的化合价是+2价
【答案】D
【解析】A、表示一个氮分子中含有2个氮原子,故选项错误;
B、表示一个水分中含有2个氢原子,故选项错误;
C、表示一个亚铁离子带两个单位的正电荷,故选项错误;
D、表示氧化钙中钙元素的化合价是+2价,故选项正确。
故选D。
6.铝土矿的主要成分是氧化铝,氧化铝的化学式是( )。
A.AlO B.Al2O3 C.AlO3 D.Al2O
【答案】B
【解析】氧化铝中铝元素显+3价,氧元素显-2价,化学式为:Al2O3。
故选B。
7.铕是激光领域的重要材料,其氧化物为。若铕的化合价不变,下列化学式书写正确的是( )。
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】Eu2O3中氧元素化合价为-2价,设Eu化合价为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”,则2x+(-2)×3=0,解得x=+3。
【解析】A、氯元素化合价为-1价,则氯化铕的化学式为EuCl3,该选项书写不正确;
B、硫酸根的化合价为-2价,则硫酸铕的化学式为Eu2(SO4)3,该选项书写正确;
C、氢氧根的化合价为-1价,则氢氧化铕的化学式为Eu(OH)3,该选项书写不正确;
D、硝酸根的化合价为-1价,则硝酸化铕的化学式为Eu(NO3)3,该选项书写不正确。
故选B。
8.现有四种含有氮元素的物质:①氮气、②二氧化氮、③氯化铵、④硝酸钾,四种物质中氮元素的化合价由低到高排列顺序是
A.①③④② B.①③②④ C.③①②④ D.③①④②
【答案】C
【详解】①氮气中氮元素的化合价为0价;②二氧化氮中,氧元素化合价为-2价,设氮元素化合价为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”,则x+(-2)×2=0,解得x=+4;③氯化铵(NH4Cl)中,氯元素化合价为-1价、氢元素化合价为+1价,设氮元素化合价为y,则y+(+1)×4+(-1)=0,解得y=-3;④硝酸钾(KNO3)中,钾元素化合价为+1价、氧元素化合价为-2价,设氮元素化合价为z,则+1+z+(-2)×3=0,解得z=+5,则四种物质中氮元素的化合价由低到高排列顺序是③①②④,故选C。
9.元素化合价和物质的类别是认识物质的两个重要维度,构建元素化合价和物质类别的二维图是一种重要学习方法。有关锰元素的“化合价与物质类别”对应关系如图,下列说法错误的是
A.a点对应物质的类别是单质 B.加热高锰酸钾可以将固体转化成a点对应物质
C.b点对应物质可用于区分蒸馏水和过氧化氢溶液 D.c点对应的物质可以是锰酸钾
【答案】B
【详解】A、单质中元素化合价为0,所以a点对应物质的类别是单质,选项正确;
B、高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,不能产生锰单质,选项错误;
C、b点对应的物质是锰元素+4的氧化物,故为二氧化锰,二氧化锰加入水中无现象,加入到过氧化氢溶液中产生大量气泡,故可以区分,选项正确;
D、锰酸钾的化学式为K2MnO4,钾元素显+1价,氧元素显-2价,设锰元素化合价为x,根据化合物中正负化合价代数和为0,(+1)×3+x+(-2)×4=0,x=+6,故c点对应的物质可以是锰酸钾,选项正确;
故选B。
10.化学符号可准确、规范地表示微观粒子及物质,是学习和研究化学的重要工具。请用化学符号填空:
(1)2个氢原子 ;
(2)氧化铝中铝元素的化合价 ;
(3)溶液中的阴离子 ;
(4)碘酒中的溶质 ;
(5)2个硫酸根离子 ;
(6)氩气 ;
【答案】(1)2H
(2)
(3)Cl-
(4)I2
(5)
(6)Ar
【详解】(1)由原子的表示方法,用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字,故2个氢原子表示为:2H;
(2)氧化铝中氧元素显-2价,氧元素显+3价;由化合价的表示方法,在该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,故氧化铝中铝元素的化合价可表示为:;
(3)氯化钠中的阴离子是氯离子,可以表示为Cl-;
(4)碘酒中的溶质是碘,可以表示为I2;
(5)离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略。若表示多个该离子,就在其元素符号前加上相应的数字,故2个硫酸根离子可表示为:;
(6)氩是稀有气体元素,由稀有气体元素组成的单质是单原子分子,所以氩气的化学式就是表示氩元素的元素符号:Ar。
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第18讲 化合价
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.认识化合价的一般规律。
2.熟悉常见元素和根的化合价。
3.能根据化合价书写化合物的化学式。
4.能根据化学式计算元素的化合价。
一、化合价
1.化合价:是用来表示元素在形成化合物时的 。化合价有 与 之分。
2.表示方法:在元素符号 标出化合价。 。若数字为1时, 。
如:氯化镁:Mg (+2)Cl (-1)2; 硫酸钠:Na (+1)2SO4
3.化合价与离子符号的比较:
化合价
离子符号
相同点
相同:元素(或原子团)的化合价的数值 = 离子带的电荷数
一致:元素化合价的符号与离子带的电性一致
不同点
标示位置不同
标示在
标示在
数字与正负号
的位置不同
在前, 在后;
数字1 ;
在前, 在后;
数字1 。
典例
-2价的氧元素 ;+2价的镁元素
+1价的钠元素 ;-1价的氯元素
硫离子 ;铝离子
钠离子 ;氟离子
4.常用化合价规律:
(1)在化合物里O通常为 价,在化合物里H通常为 价。
(2)在 中元素的化合价为 。
(3)在 中,既有正价元素又有负价元素,且 。
如:以P2O5为例,即(+5)×2+(-2)×5=0
(4)原子团的化合价 = 。
如:CO32-化合价:-2 = (+4)+(-2)×3
(5)金属元素与非金属元素化合时,金属元素显 价,非金属元素显 价。
(6)同种元素在 中可显示不同的化合价。
如:CO和CO2中碳元素化合价分别为+2价和+4价
(7)同种元素在 中也可显示不同的化合价。
NH4NO3中氮元素的化合价不同,其中NH4+中氮元素显 价,NO3-中氮元素显 价。
5.常见元素和根的化合价
化合价口诀
化合价
对应的离子符号
钾钠银氢 价;
K (+1)、 、Ag (+1)、H (+1)
K+、 、Ag+、H+
钙镁钡锌 价;
Ca (+2)、 、Ba (+2)、Zn (+2)
Ca2+、 、Ba2+、Zn2+
氟氯溴碘 价;
F (-1)、 、Br (-1)、I (-1)
F-、 、Br-、I-
通常氧硫 价;
、S (-2)
、S2-
亚铜+1铜+2;
亚铁 铁 ;
Cu (+1)、Cu (+2)
Fe (+2)、
Cu+、Cu2+
Fe2+、
铝 ,硅+4,磷+5;
-1 根;
-2 根;
+1价的是 。
【易混易错】
(1)铜有+1、+2价,铜为+1价,铁为+2价时,读作“亚”,如Cu2O读作“ ”,FeO读作“ ”,Fe2+读作“ ”;CuO读作“ ”,Fe2O3读作“ ”。
(2) 硫有-2、+4、+6价,氯有-1、+1、+5、+7价,碳有+2、+4价。
(3) H2O2中氧元素化合价为-1价。
(4) 高锰酸钾(KMnO4)中有的原子团叫高锰酸根(MnO4- );锰酸钾(K2MnO4)中含有的原子团叫锰酸根(MnO42-),二者区别是锰元素化合价不同。
二、根据化学式计算化合价
1.计算依据:化合物里正、负化合价的代数和为零。
2.计算步骤:
计算步骤
典例
(1)写出化学式。
(2)标出已知元素的化合价。
(3)设未知元素的化合价。
(4)根据化合物里各元素正、负化合价代数和为零列式计算。
【易混易错】
(1) 氢、氧、钾、钠、镁、铝、银、钡、锌等元素通常只有一种化合价,一般可直接标示,不需要计算。
(2) 铁、氯、硫、锰、氮、磷等元素有可变化合价,一般不能直接标示,需要计算。
(3) 若有原子团,原子团的化合价可直接标出,再计算其他元素或原子团中元素的化合价。
(4) 原子团中各元素化合价代数和不为零,而是等于原子团的化合价。
三、根据化合价书写化学式
1.两种元素组成的化合物的化学式书写
书写步骤
典例
(1)写出元素符号:正价在 ,负价在 。
写出+3价和+5价磷的氧化物的化学式。
(2)标出元素的化合价。
(3)化合价的绝对值交叉放在元素符号的右下角并约简。
(4)用化合价代数和是否为零检查化学式。
2.含原子团的化合物的化学式书写
书写步骤
典例
(1)写出元素和原子团的符号:正价在左,负价在右。
写出碳酸钠和氢氧化铁化学式。
(2)标出元素和原子团的化合价。
(3)化合价的绝对值交叉约简放在元素符号和原子团的右下角。
(4)检查化学式,若原子团的个数不为1,需加括号。
考点一 化合价规律
【例1】 下列关于化合价的说法错误的是
A.在化合物里,氧元素只能显-2价
B.H2中氢元素的化合价为0
C.化学变化中元素化合价可能发生变化
D.同一元素在不同化合物中可显不同化合价
【变式1-1】录像用的高性能磁粉的主要材料之一是由3种元素组成的化学式为CoxFe3-xO3-x的化合物,已知氧元素的中化合价是-2价,钴(Co)和铁可能呈现+2价或+3价。该化合物中每种元素只有一种化合价,下列说法正确的是
A.在上述化合物中铁的化合价数值有可能高于钴的化合价数值
B.在上述化合物中铁不可能呈现+2价
C.x的值有可能小于1
D.在上述化合物中钴和铁有可能同时呈现+2价
【变式1-2】有关化合物的说法中,正确的是
A.在同一种化合物中,同一种元素的化合价不一定相同
B.在所有的化合物中,金属元素一定显正价,非金属元素一定显负价
C.一种元素在不同的化合物中可能表现不同的化合价
D.化合物中,氧元素通常显-2价,氢常显+1价,原子团中各元素的化合价代数和为零
考点二 离子符号与化合价
【例2】下列相关化学用语表述正确的是
A.——硝酸根离子 B.——硫酸钾
C.——2个氮原子 D.——碳元素的化合价为+4价
【变式2-1】下列有关化学用语的表示正确的是
A.2个氢分子:2H B.氧化镁中镁元素的化合价:
C.氧气中氧元素的化合价: D.2个铁离子:
【变式2-2】掌握化学用语是学好化学的关键。下列用语表述正确的是
A.碳酸钾的化学式: B.铜离子:
C.价的钙元素: D.4个氢原子:
考点三 根据化学式计算化合价
【例3】“84”消毒液在应对突发公共卫生事件中起到了重要的作用,其主要成分为NaClO(次氯酸钠)。已知NaClO中钠为+1价,氧为-2价,则氯的化合价为
A.-4 B.+1 C.+2 D.+4
【变式3-1】下列各组物质中,带点元素的化合价相同的是
A.O2、CO2 B.KCl、KClO3 C.N2O5、HNO3 D.KMnO4、K2Mn4
【变式3-2】分析NaCl、X、HClO、KClO3、KClO4的排列顺序规律,可知X代表的物质是
A.Cl2 B.Ca(ClO)2 C.HCl D.ClO2
考点四 根据化合价书写化学式
【例4】下列物质的化学式及名称对应正确的是
A.氧化铝 AlO B.硝酸 C.氢氧化钠 D.氯化钙
【变式4-1】某同学制作的试剂标签如图,其中化学式书写正确的是
A. B.
C. D.
【变式4-2】元素的化合价和物质的类别是学习物质性质的两个重要方面,如图是氮元素的价类二维图。
(1)图中A点对应的物质的化学式为 ,它对应的物质类别X是 。
(2)中氮元素的化合价为 。
(3)图中C点对应的物质为大气污染物之一,写出其对应的化学式为 。
(4)是一种对提高农作物的产量具有重要作用的肥料,请标出中氮元素的化合价: ,它对应图中的 (填字母)点,其名称是 。
基础达标
1.有关元素化合价的下列说法中,正确的是
A.在单质铁中,铁元素可能显+2或+3价
B.在化合物中,同一种元素只能表现出一种化合价
C.在化合物中,金属元素总是显正价,非金属元素总是显负价
D.在任何化合物中,各元素正负化合价之和为零
2.焦亚硫酸钠是一种食品漂白剂和疏松剂。焦亚硫酸钠中硫元素的化合价为
A. B. C. D.
3.《黄帝九鼎神丹经决》收录了我国古代炼丹家孤刚子的“炼石胆取精华法”,其中描述了硫酸铜的热解。硫酸铜中铜元素的化合价为
A.-2 B.+2 C.+4 D.+6
4.下列物质中非金属元素的化合价有显正价的是
A.CaH2 B.KIO3 C.NaAlO2 D.FeS2
5.下列各组含氯物质中,氯元素化合价相同的是
A.Cl2、HCl B.KClO4、KClO3 C.NaCl、HClO D.HClO、Cl2O
6.下列含碳物质中,碳元素化合价最低的是
A. B. C. D.
7.下列有关化学用语的说法正确的是
A.表示2个汞元素 B.表示1个铁离子
C.中氧元素的化合价为零 D.氧化铝的化学式是
8.某同学制作的试剂标签如图,其中化学式书写不正确的是
A. B.
C. D.
9.三寸粉笔,三尺讲台系国运;一颗丹心,一生秉烛铸民魂。制作粉笔所用到的以下原料中,化合价标注正确的是
A. B. C. D.
10.雷雨天,氮气经过一系列转化可以生成硝酸。转化过程中会涉及下列物质,其中氮元素化合价为的是
A. B.NO C. D.
11.生产二氧化氯高效消毒剂的原理为,其涉及的含氯物质中,氯元素化合价标注正确的是
A. B. C. D.
12.如图为含氮物质的化合价与物质类别的关系图,请填写:
(1)氮元素化合价为0的物质的化学式为 。
(2)A点对应的物质为大气污染物之一,其化学式为 。
(3)氨气(NH3)在图中对应的点为 (填“B”或“C”或“D”)。
过关检测
1.下列有关化合价的说法中,正确的是
A.金属元素通常显正价,显正价的元素一定是金属元素
B.非金属元素只显负价,不显正价
C.单质中元素的化合价可能显正价,也可能显负价
D.化合物中各元素化合价的代数和为零
2.新能源汽车越来越多的走进千家万户,新能源汽车常用磷酸亚铁锂()电池作为动力。已知锂在化合物中为价,则中磷元素的化合价为
A. B. C. D.
3.氯化铵是一种常用的化学肥料,可以促进植物的生长。下列物质中N的化合价与氯化铵中N的化合价相同的是
A.N2 B.NH3 C.NO2 D.N2O5
4.下列保护古建筑用到的物质中,化学式书写及元素的化合价标注均正确的一项是
A.氢氧化钙 B.碳 C.氧化铜 D.硫酸亚铁
5.下列符号中“2”的意义表述正确的是( )。
A.N2——两个氮原子 B.H2O——两个氢分子
C.Fe2+——一个铁离子带两个单位的正电荷 D.——氧化钙中钙元素的化合价是+2价
6.铝土矿的主要成分是氧化铝,氧化铝的化学式是( )。
A.AlO B.Al2O3 C.AlO3 D.Al2O
7.铕是激光领域的重要材料,其氧化物为。若铕的化合价不变,下列化学式书写正确的是( )。
A. B. C. D.
8.现有四种含有氮元素的物质:①氮气、②二氧化氮、③氯化铵、④硝酸钾,四种物质中氮元素的化合价由低到高排列顺序是
A.①③④② B.①③②④ C.③①②④ D.③①④②
9.元素化合价和物质的类别是认识物质的两个重要维度,构建元素化合价和物质类别的二维图是一种重要学习方法。有关锰元素的“化合价与物质类别”对应关系如图,下列说法错误的是
A.a点对应物质的类别是单质 B.加热高锰酸钾可以将固体转化成a点对应物质
C.b点对应物质可用于区分蒸馏水和过氧化氢溶液 D.c点对应的物质可以是锰酸钾
10.化学符号可准确、规范地表示微观粒子及物质,是学习和研究化学的重要工具。请用化学符号填空:
(1)2个氢原子 ;
(2)氧化铝中铝元素的化合价 ;
(3)溶液中的阴离子 ;
(4)碘酒中的溶质 ;
(5)2个硫酸根离子 ;
(6)氩气 ;
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