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課題4　化學式與化合價 答案： (1)元素符號和數(shù)字的組合　(2)水這種物質(zhì)　(3)水由氫元素和氧元素組成　(4)1個水分子　(5)1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構(gòu)成　(6)金屬　(7)固態(tài)非金屬　(8)分子中所含原子數(shù)　(9)正上方　(10)左　(11)右　(12)正負化合價的代數(shù)和為零　(13)0　(14)正負化合價的代數(shù)和為零　(15)左　(16)右　(17)各原子相對原子質(zhì)量的總和　(18)各元素的相對原子質(zhì)量與原子個數(shù)的乘積　(19)該元素的質(zhì)量與組成物質(zhì)的元素總質(zhì)量 1．化學式 (1)概念 用元素符號和數(shù)字的組合來表示物質(zhì)組成的式子叫做化學式。例如，我們前面曾用化學符號表示過一些物質(zhì)，如O2、C、Fe、CO2、H2O等，它們都是化學式。 (2)化學式的意義 ①宏觀：a．表示什么物質(zhì)；b．物質(zhì)是由什么元素組成的。 ②微觀：c．表示什么分子；d．1個分子中所含原子的種類和數(shù)目。e．由離子構(gòu)成的物質(zhì)，還表示構(gòu)成這種物質(zhì)的離子個數(shù)比。例如，CO2可以傳遞以下信息：宏觀上，CO2既表示二氧化碳氣體，又表示二氧化碳是由碳、氧兩種元素組成的；微觀上，CO2既表示1個二氧化碳分子，又表示1個二氧化碳分子是由1個碳原子和兩個氧原子構(gòu)成的。NaCl可以傳遞以下信息：宏觀上，NaCl既表示氯化鈉這種物質(zhì)，又表示氯化鈉是由鈉元素和氯元素組成的；微觀上，NaCl表示出氯化鈉中鈉離子與氯離子的個數(shù)比是1∶1。 【例1—1】小明認為O2表示氧氣，你認為O2還可表示：①氧元素?、谝粋€氧分子　③兩個氧元素?、苎鯕庥裳踉亟M成　⑤每個氧分子由兩個氧原子構(gòu)成?、迌蓚€氧原子　正確的是(　　) A．①②③　　　B．②④⑤ C．②④⑥ D．①④⑥ 解析：O2是化學式，宏觀上表示物質(zhì)氧氣及氧氣由氧元素組成，微觀上表示氧分子及氧分子的構(gòu)成。故②④⑤正確；氧元素應用元素符號O表示，故①是錯誤的；元素是宏觀概念，不講個數(shù)，故③是錯誤的；表示兩個氧原子直接在元素符號前寫“2”，即2O，故⑥是錯誤的。 答案：B (3)化學式的寫法和讀法 ①單質(zhì) a．元素符號型。稀有氣體是由原子直接構(gòu)成的，金屬單質(zhì)和固態(tài)非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)比較復雜，習慣上用元素符號來表示它們的化學式。氣態(tài)單質(zhì)一般讀“某氣”，固態(tài)單質(zhì)直接讀元素名稱。例如：氦氣—He，鋅—Zn，碳—C等。 b．元素符號與數(shù)字組合型。氣態(tài)非金屬單質(zhì)，多數(shù)由分子構(gòu)成，書寫化學式時，首先寫出組成單質(zhì)的元素符號，再在元素符號右下角用“小數(shù)字”寫出1個分子的原子個數(shù)(“1”省略不寫)。讀“某氣”。例如：氧氣—O2，氮氣—N2，氫氣—H2。 ②化合物 a．兩原子化合型 寫法：氧化物中氧元素寫在后；金屬元素與非金屬元素組成的化合物，金屬元素寫在前，非金屬元素寫在后。 讀法：從后往前讀作“某化某”，有時要讀出某種元素的原子個數(shù)(原子個數(shù)為1，一般不讀)。 例如：四氧化三鐵—Fe3O4，CO2—二氧化碳，CO—一氧化碳，NaCl—氯化鈉等。 b．多原子化合型 寫法：一般原子團在后，其他元素在前。 讀法：以原子團命名或以中心原子命名。 例如，NaOH—氫氧化鈉、H2SO4—硫酸、Na2CO3—碳酸鈉。 【例1—2】下列物質(zhì)的化學式書寫不正確的是(　　) A．H2 B．He2 C．O2 D．N2 解析：氫氣、氧氣、氮氣都是氣態(tài)非金屬單質(zhì)，都由雙原子分子構(gòu)成，用元素符號和數(shù)字的組合表示化學式；氦氣是稀有氣體，由原子直接構(gòu)成，用元素符號表示化學式。 答案：B 2．化合價 化合價是元素的原子之間相互化合時表現(xiàn)出來的一種性質(zhì)，用來表示原子之間相互化合的原子數(shù)目。 (1)化合價的表示方法 通常在元素符號的正上方用＋n或－n來表示。如。 (2)常見元素的化合價 有些元素的原子在不同條件下化合的能力不同，出現(xiàn)了一種元素有不同的化合價。如Na只有＋1價，而Cl有－1、＋5、＋7三種化合價。常見元素的化合價如下： 金屬 元素 元素 符號 常見的 化合價 非金屬 元素 元素 符號 常見的 化合價 鉀 K ＋1 氫 H ＋1 鈉 Na ＋1 氟 F －1 銀 Ag ＋1 氧 O －2 鈣 Ca ＋2 氯 Cl －1、＋5、 ＋7 鎂 Mg ＋2 溴 Br －1、＋5、 ＋7 鋇 Ba ＋2 碘 I －1、＋5、 ＋7 鋅 Zn ＋2 氮 N －3、＋5 鋁 Al ＋3 磷 P －3、＋5 銅 Cu ＋1、＋2 硫 S －2、＋4、 ＋6 鐵 Fe ＋2、＋3 碳 C －4、＋2、 ＋4 錳 Mn ＋2、＋4、 ＋6、＋7 硅 Si －4、＋4 點技巧 常用元素化合價記憶口訣 正一氫、鈉、鉀和銀，正二鎂、鈣、鋇和鋅；銅正一、正二，鋁正三；鐵有正二和正三；氧負二，氯化物中氯負一。 (3)常見根的化合價 根中各元素化合價的代數(shù)和就是該根的化合價。如OH－的化合價＝(－2)＋(＋1)＝－1。常見根的化合價如下： 根 符號 化合價 氫氧根 OH－ －1 硝酸根 NO －1 碳酸氫根 HCO －1 銨根 NH ＋1 硫酸根 SO －2 碳酸根 CO －2 亞硫酸根 SO －2 磷酸根 PO －3 點技巧 常見根的化合價記憶口訣 負一硝酸、氫氧根；負二硫酸、碳酸根；負三記住磷酸根，正一價的是銨根。 (4)化合價的一般規(guī)律 ①單質(zhì)中任何元素的化合價為0。 ②在化合物里，元素化合價的代數(shù)和為零。 ③常見化合物中氫一般是＋1價，氧一般是－2價。 ④金屬元素常顯正價。非金屬元素與氧化合時常顯正價，與氫化合時常顯負價。 ⑤有些元素在不同的化合物里常顯不同的化合價，如碳在CO2里顯＋4價，在CO里顯＋2價。有些元素在不同的化合物里常顯相同的化合價，如鈉在NaCl、Na2O里都顯＋1價。 【例2】下列有關(guān)化合價的說法，不正確的是(　　) A．化合價是用來表示原子之間相互化合的數(shù)目 B．化合物中，一種元素可能有多種化合價 C．化合物中所有元素化合價的代數(shù)和為零 D．根的化合價就是該根中各元素化合價的代數(shù)和，其數(shù)值為零 解析： A √ 化合價表示不同種原子相互化合時的數(shù)目 B √ 化合物中有些元素只有一種化合價，有些元素有多種化合價 C √ 化合物中元素化合價的代數(shù)和為零 D 根的化合價一定不是零 答案：D 3．有關(guān)相對分子質(zhì)量的計算 化學式中各原子的相對原子質(zhì)量的總和，就是相對分子質(zhì)量(符號為Mr)。 (1)計算相對分子質(zhì)量 將化學式中各原子的相對原子質(zhì)量相加。例如，O2的相對分子質(zhì)量＝162＝32，H2O的相對分子質(zhì)量＝12＋16＝18。 析規(guī)律 正確求出相對分子質(zhì)量的關(guān)鍵 求相對分子質(zhì)量的關(guān)鍵是查對相對原子質(zhì)量，數(shù)清分子中的各原子個數(shù)，不要漏掉原子。求含有根的相對分子質(zhì)量時，最好把根看做整體，先求出一個根的，再乘以根的個數(shù)，這樣做不容易出錯。如Ca(OH)2的相對分子質(zhì)量＝40＋(16＋1)2＝74。 (2)計算物質(zhì)組成元素的質(zhì)量比 質(zhì)量比＝各原子的相對原子質(zhì)量總和之比 例如，二氧化碳(CO2)中碳元素和氧元素的質(zhì)量比等于12∶(162)＝3∶8。 (3)計算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分數(shù) 某元素的質(zhì)量分數(shù)＝100% 例如，化肥硝酸銨(NH4NO3)中氮元素的質(zhì)量分數(shù)，可通過下式計算： 硝酸銨(NH4NO3)中氮元素的質(zhì)量分數(shù)＝100%＝100%＝35% 辨誤區(qū) 求物質(zhì)中元素的質(zhì)量比與求某元素的質(zhì)量分數(shù)的方法相同嗎　求化合物中元素的質(zhì)量比與求元素的質(zhì)量分數(shù)方法不同。元素的質(zhì)量比是將組成化合物的“部分與部分”相比；而元素的質(zhì)量分數(shù)是將“部分與整體”相比。 【例3】在我國南方地區(qū)抗擊暴風雪中融雪劑發(fā)揮了一定的作用。其中一種融雪效果好、無污染的融雪劑的主要成分是醋酸鉀(CH3COOK)。請回答： (1)醋酸鉀中C、H、O元素的質(zhì)量比為________。 (2)醋酸鉀的相對分子質(zhì)量為________，鉀元素的質(zhì)量分數(shù)為________(保留一位小數(shù))。 解析：醋酸鉀中C、H、O元素的質(zhì)量比＝(122)∶(13)∶(162)＝24∶3∶32。醋酸鉀的相對分子質(zhì)量＝122＋13＋162＋39＝98，鉀元素的質(zhì)量分數(shù)＝100%＝100%≈39.8%。 答案：(1)24∶3∶32 (2)98　39.8% 4．化合價的應用 (1)根據(jù)化合價推求化合物的化學式 指寫出實際存在的化合物的化學式。書寫的步驟是(以氧化鋁為例)： ①排元素順序：正價元素寫在左，負價元素寫在右，并在元素符號正上方標出化合價。如。 ②確定各原子個數(shù)：根據(jù)元素化合價代數(shù)和為零的原則，確定各元素的原子個數(shù)(常用價數(shù)交叉法)，并在相應元素符號右下角用小數(shù)字標出。如 。 析規(guī)律 根據(jù)化合價書寫化學式時應注意的問題　若元素化合價不是最簡整數(shù)比，一般要先約分，再交叉。如： (2)根據(jù)化學式求元素化合價 一般是根據(jù)無變價元素的化合價求有變價元素的化合價。 ①依據(jù)：化合物中元素的化合價的代數(shù)和為零。 ②方法：先設(shè)出待求元素的化合價為x，再列出使各元素化合價代數(shù)和為零的方程，然后求解。 (3)根據(jù)化合價判斷化學式的正誤 根據(jù)化合價可判斷化學式的正誤。例如，判斷化學式MgO2是否正確的具體步驟為： ①標上各元素的化合價： ； ②計算正負化合價代數(shù)和是否為零： (＋2)＋(－2)2＝－2≠0； 所以上述化學式不正確。 【例4—1】(應用題)寫出下列化合物的化學式： ①氧化鈣________，②氧化鈉________，③氯化鎂________，④氯化氫________，⑤氯化亞鐵(提示：其中鐵為＋2價)________，⑥碳酸鈉________。 解析：書寫化學式的關(guān)鍵是先確定元素及其排列順序，再根據(jù)所標出的化合價確定各元素的原子個數(shù)比。①②都由氧元素和另一種元素組成，其中O是－2價，寫在右邊，另一元素是正價，寫在左邊；③④⑤是氯化物，其中Cl是－1價，寫在右邊，其他元素寫在左邊，由于Fe有＋2價和＋3價，當顯＋2價時叫做“亞鐵”。⑥含CO，化合價為－2，把它當作一個整體寫在右邊。再運用價數(shù)交叉法確定原子個數(shù)比。 答案：①CaO　②Na2O?、跰gCl2?、蹾Cl?、軫eCl2　⑥Na2CO3 點技巧 書寫含根的化合物的技巧?、俸幕衔铮鶕?jù)化合價確定各元素或原子團的個數(shù)時，可把根當作一個整體。②當化學式中原子團的個數(shù)不是1時，根要加括號，如氫氧化鈣——Ca(OH)2；而當根個數(shù)是1時，根無需加括號，如氫氧化鈉——NaOH。 【例4—2】新型凈水劑鐵酸鈉的化學式是Na2FeO4，則該化合物中鐵元素的化合價是(　　) A．＋2　　　B．＋3　　　C．0　　　D．＋6 解析：已知化學式求某一元素化合價的依據(jù)是：化合物中所有元素化合價的代數(shù)和為零。Na2FeO4由Na、Fe、O三種元素組成，其中Na是＋1價，O是－2價，設(shè)Fe的化合價為x，則有(＋1)2＋x＋(－2)4＝0，解得，x＝＋6。 答案：D 【例4—3】(應用題)下列試劑瓶標簽上的化學式書寫錯誤的是(　　) 解析：對于化合物的化學式來說，當所有元素化合價的代數(shù)和等于零時，化學式才是正確的。在選項A、C中，CaO、NaCl中所有元素化合價的代數(shù)和為零，正確。選項B中，Mg為＋2價，Cl為－1價，若寫成“MgCl”，則(＋2)＋ (－1)≠0，錯誤；選項D中，鋅屬于金屬單質(zhì)，化學式直接用元素符號表示，正確。 答案：B 5．根據(jù)化學式可求出元素質(zhì)量、化合物質(zhì)量 (1)已知化合物質(zhì)量，求元素質(zhì)量； (2)已知元素質(zhì)量，求化合物質(zhì)量。 例如，已知二氧化碳的化學式為CO2，則：4.4 g二氧化碳中碳元素質(zhì)量＝4.4 g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量分數(shù)＝4.4 g100%＝1.2 g；含碳元素24 g的二氧化碳質(zhì)量＝24 g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量分數(shù)＝24 g(100%)＝88 g。 【例5—1】某種含硫酸亞鐵的藥物可用于治療缺鐵性貧血。某貧血患者每天需服用這種含鐵元素10%的藥物112 mg，則每天他服用的這種藥物中含硫酸亞鐵(FeSO4)的質(zhì)量是(該藥物中其他成分不含鐵元素)(　　) A．30.4 mg 　B．15.2 mg　 C．22.4 mg 　D．22.6 mg 解析：該患者每天服用的藥物中含鐵元素的質(zhì)量為112 mg10%＝11.2 mg，F(xiàn)eSO4中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為36.8%，則含F(xiàn)eSO4的質(zhì)量是11.2 mg36.8%＝30.4 mg。 答案：A 【例5—2】作物缺乏氮元素，可施加含氮的化肥碳酸氫銨(NH4HCO3)來補充氮元素。小明家的稻田缺氮，爺爺購買了100 kg碳酸氫銨準備用于稻田追肥。請問：100 kg碳酸氫銨所含氮元素的總質(zhì)量是多少？(假設(shè)碳酸氫銨是純凈物) 解析：NH4HCO3中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為100%＝17.72%。100 kg碳酸氫銨化肥中氮元素的質(zhì)量為：100 kg17.72%＝17.72 kg。 答案：17.72 kg 6