新人教版九年級化學(xué)上冊例題精講：第4單元 課題4化學(xué)式與化合價(jià)

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課題4　化學(xué)式與化合價(jià) 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(gè)水分子　(5)1個(gè)水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)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(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零　(13)0　(14)正負(fù)化合價(jià)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(gè)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(xué)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(xué)式。例如，我們前面曾用化學(xué)符號表示過一些物質(zhì)，如O2、C、Fe、CO2、H2O等，它們都是化學(xué)式。 (2)化學(xué)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(gè)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(gè)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?xì)怏w，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(gè)二氧化碳分子，又表示1個(gè)二氧化碳分子是由1個(gè)碳原子和兩個(gè)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(gè)數(shù)比是1∶1。 【例1—1】小明認(rèn)為O2表示氧氣，你認(rèn)為O2還可表示：①氧元素　②一個(gè)氧分子?、蹆蓚€(gè)氧元素?、苎鯕庥裳踉亟M成?、菝總€(gè)氧分子由兩個(gè)氧原子構(gòu)成　⑥兩個(gè)氧原子　正確的是(　　) A．①②③　　　B．②④⑤ C．②④⑥ D．①④⑥ 解析：O2是化學(xué)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(yīng)用元素符號O表示，故①是錯(cuò)誤的；元素是宏觀概念，不講個(gè)數(shù)，故③是錯(cuò)誤的；表示兩個(gè)氧原子直接在元素符號前寫“2”，即2O，故⑥是錯(cuò)誤的。 答案：B (3)化學(xué)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(fù)雜，習(xí)慣上用元素符號來表示它們的化學(xué)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(xué)式時(shí)，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(gè)分子的原子個(gè)數(shù)(“1”省略不寫)。讀“某氣”。例如：氧氣—O2，氮?dú)狻狽2，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(shí)要讀出某種元素的原子個(gè)數(shù)(原子個(gè)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(tuán)在后，其他元素在前。 讀法：以原子團(tuán)命名或以中心原子命名。 例如，NaOH—?dú)溲趸c、H2SO4—硫酸、Na2CO3—碳酸鈉。 【例1—2】下列物質(zhì)的化學(xué)式書寫不正確的是(　　) A．H2 B．He2 C．O2 D．N2 解析：氫氣、氧氣、氮?dú)舛际菤鈶B(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(xué)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(xué)式。 答案：B 2．化合價(jià) 化合價(jià)是元素的原子之間相互化合時(shí)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(jià)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(jià) 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(jià)。如Na只有＋1價(jià)，而Cl有－1、＋5、＋7三種化合價(jià)。常見元素的化合價(jià)如下： 金屬 元素 元素 符號 常見的 化合價(jià) 非金屬 元素 元素 符號 常見的 化合價(jià) 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(diǎn)技巧 常用元素化合價(jià)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(fù)二，氯化物中氯負(fù)一。 (3)常見根的化合價(jià) 根中各元素化合價(jià)的代數(shù)和就是該根的化合價(jià)。如OH－的化合價(jià)＝(－2)＋(＋1)＝－1。常見根的化合價(jià)如下： 根 符號 化合價(jià) 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(diǎn)技巧 常見根的化合價(jià)記憶口訣 負(fù)一硝酸、氫氧根；負(fù)二硫酸、碳酸根；負(fù)三記住磷酸根，正一價(jià)的是銨根。 (4)化合價(jià)的一般規(guī)律 ①單質(zhì)中任何元素的化合價(jià)為0。 ②在化合物里，元素化合價(jià)的代數(shù)和為零。 ③常見化合物中氫一般是＋1價(jià)，氧一般是－2價(jià)。 ④金屬元素常顯正價(jià)。非金屬元素與氧化合時(shí)常顯正價(jià)，與氫化合時(shí)常顯負(fù)價(jià)。 ⑤有些元素在不同的化合物里常顯不同的化合價(jià)，如碳在CO2里顯＋4價(jià)，在CO里顯＋2價(jià)。有些元素在不同的化合物里常顯相同的化合價(jià)，如鈉在NaCl、Na2O里都顯＋1價(jià)。 【例2】下列有關(guān)化合價(jià)的說法，不正確的是(　　) A．化合價(jià)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(jià) C．化合物中所有元素化合價(jià)的代數(shù)和為零 D．根的化合價(jià)就是該根中各元素化合價(jià)的代數(shù)和，其數(shù)值為零 解析： A √ 化合價(jià)表示不同種原子相互化合時(shí)的數(shù)目 B √ 化合物中有些元素只有一種化合價(jià)，有些元素有多種化合價(jià) C √ 化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零 D 根的化合價(jià)一定不是零 答案：D 3．有關(guān)相對分子質(zhì)量的計(jì)算 化學(xué)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(jì)算相對分子質(zhì)量 將化學(xué)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(gè)數(shù)，不要漏掉原子。求含有根的相對分子質(zhì)量時(shí)，最好把根看做整體，先求出一個(gè)根的，再乘以根的個(gè)數(shù)，這樣做不容易出錯(cuò)。如Ca(OH)2的相對分子質(zhì)量＝40＋(16＋1)2＝74。 (2)計(jì)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(jì)算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝100% 例如，化肥硝酸銨(NH4NO3)中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可通過下式計(jì)算： 硝酸銨(NH4NO3)中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?shù)是將“部分與整體”相比。 【例3】在我國南方地區(qū)抗擊暴風(fēng)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?jǐn)?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?jǐn)?shù)＝100%＝100%≈39.8%。 答案：(1)24∶3∶32 (2)98　39.8% 4．化合價(jià)的應(yīng)用 (1)根據(jù)化合價(jià)推求化合物的化學(xué)式 指寫出實(shí)際存在的化合物的化學(xué)式。書寫的步驟是(以氧化鋁為例)： ①排元素順序：正價(jià)元素寫在左，負(fù)價(jià)元素寫在右，并在元素符號正上方標(biāo)出化合價(jià)。如。 ②確定各原子個(gè)數(shù)：根據(jù)元素化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，確定各元素的原子個(gè)數(shù)(常用價(jià)數(shù)交叉法)，并在相應(yīng)元素符號右下角用小數(shù)字標(biāo)出。如 。 析規(guī)律 根據(jù)化合價(jià)書寫化學(xué)式時(shí)應(yīng)注意的問題　若元素化合價(jià)不是最簡整數(shù)比，一般要先約分，再交叉。如： (2)根據(jù)化學(xué)式求元素化合價(jià) 一般是根據(jù)無變價(jià)元素的化合價(jià)求有變價(jià)元素的化合價(jià)。 ①依據(jù)：化合物中元素的化合價(jià)的代數(shù)和為零。 ②方法：先設(shè)出待求元素的化合價(jià)為x，再列出使各元素化合價(jià)代數(shù)和為零的方程，然后求解。 (3)根據(jù)化合價(jià)判斷化學(xué)式的正誤 根據(jù)化合價(jià)可判斷化學(xué)式的正誤。例如，判斷化學(xué)式MgO2是否正確的具體步驟為： ①標(biāo)上各元素的化合價(jià)： ； ②計(jì)算正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和是否為零： (＋2)＋(－2)2＝－2≠0； 所以上述化學(xué)式不正確。 【例4—1】(應(yīng)用題)寫出下列化合物的化學(xué)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(jià))________，⑥碳酸鈉________。 解析：書寫化學(xué)式的關(guān)鍵是先確定元素及其排列順序，再根據(jù)所標(biāo)出的化合價(jià)確定各元素的原子個(gè)數(shù)比。①②都由氧元素和另一種元素組成，其中O是－2價(jià)，寫在右邊，另一元素是正價(jià)，寫在左邊；③④⑤是氯化物，其中Cl是－1價(jià)，寫在右邊，其他元素寫在左邊，由于Fe有＋2價(jià)和＋3價(jià)，當(dāng)顯＋2價(jià)時(shí)叫做“亞鐵”。⑥含CO，化合價(jià)為－2，把它當(dāng)作一個(gè)整體寫在右邊。再運(yùn)用價(jià)數(shù)交叉法確定原子個(gè)數(shù)比。 答案：①CaO?、贜a2O　③MgCl2?、蹾Cl?、軫eCl2?、轓a2CO3 點(diǎn)技巧 書寫含根的化合物的技巧?、俸幕衔铮鶕?jù)化合價(jià)確定各元素或原子團(tuán)的個(gè)數(shù)時(shí)，可把根當(dāng)作一個(gè)整體。②當(dāng)化學(xué)式中原子團(tuán)的個(gè)數(shù)不是1時(shí)，根要加括號，如氫氧化鈣——Ca(OH)2；而當(dāng)根個(gè)數(shù)是1時(shí)，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(xué)式是Na2FeO4，則該化合物中鐵元素的化合價(jià)是(　　) A．＋2　　　B．＋3　　　C．0　　　D．＋6 解析：已知化學(xué)式求某一元素化合價(jià)的依據(jù)是：化合物中所有元素化合價(jià)的代數(shù)和為零。Na2FeO4由Na、Fe、O三種元素組成，其中Na是＋1價(jià)，O是－2價(jià)，設(shè)Fe的化合價(jià)為x，則有(＋1)2＋x＋(－2)4＝0，解得，x＝＋6。 答案：D 【例4—3】(應(yīng)用題)下列試劑瓶標(biāo)簽上的化學(xué)式書寫錯(cuò)誤的是(　　) 解析：對于化合物的化學(xué)式來說，當(dāng)所有元素化合價(jià)的代數(shù)和等于零時(shí)，化學(xué)式才是正確的。在選項(xiàng)A、C中，CaO、NaCl中所有元素化合價(jià)的代數(shù)和為零，正確。選項(xiàng)B中，Mg為＋2價(jià)，Cl為－1價(jià)，若寫成“MgCl”，則(＋2)＋ (－1)≠0，錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，鋅屬于金屬單質(zhì)，化學(xué)式直接用元素符號表示，正確。 答案：B 5．根據(jù)化學(xué)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(xué)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?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?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(bǔ)充氮元素。小明家的稻田缺氮，爺爺購買了100 kg碳酸氫銨準(zhǔn)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?jǐn)?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