化学式和化合价的关系:从一些观点来看,小分子团水能够较好的带动周边市场的快速发展,是核心的动力。
(1)根据化学式求化合价
①已知物质的化学式,根据化合价中各元素的正负化合价代数和为0的原则确定元素的化合价。
标出已知、未知化合价:
列出式子求解:(+1)×2+x×1+(-2)×3=0 x=+4
②根据化合价原则,判断化学式的正误,如判断化学式kco3是否正确
标出元素或原子团的化合价
计算正负化合价代数和是否为0:(+1)×1+(-2)×1=-1≠0,所以给出的化学式是错误的,正确的为k2co3。
③根据化合价原则,计算原子团中某元素的化合价,如计算nh4+中氮元素的化合价和h2po4-(磷酸二氢根)中磷元素的化合价。
由于nh4+带一个单位的正电荷,不是电中性的,因此各元素的化合价代数和不为多,而是等于+1. 设氮元素的化合价为x
x+(+1)×4=+1 x=-3
所以在nh4+中,氮元素的化合价为-3. 同理h2po4-带一个单位的负电荷、不是电中性的、因此各元素的化合价代数和不为零,而是-1.
设磷元素的化合价为y
(+1)×2+y+(-2)×4=-1 y=+5 所以在h2po4-中磷元素的化合价为+5.
④根据化合价原则,确定物质按化合价的排序。如h2s,s,so2,h2so4四种物质中均含有硫元素,并且硫元素的化合价在四种物质中分别为:-2,0, +4,+6,故这四种物质是按硫元素的化合价由低到高的顺序排列的。
(2)根据化合价写化学式
根据化合物中化合价的代数和等于0的原则,已知元素的化合价可以推求实际存在物质的化学式,主要方法有两种:
①最小公倍数法
步骤
举例
写
一般把正价元素的符号(或原子团)写在左边,负价元素的符号(或原子团)写在右边,并把化合价写在元素符号(或原子团)的正上方
、
求
求出两种元素化合价绝对位的最小公倍数,然后求出每种元素的原子个数=
因为|-2|×|+3|=6,所以al原子个数为6/3=2,o原子个数=6/2=3
标
将原子个数写在相应元素符号的正下角
al2o3
验
检验各种元素正负化合价的代数和是否为0,确定化学式的正确性
(+3)×2+(-2)×3=0,所以该化学式正确。
②交叉法
步骤
例1 硫酸铜
例2 氧化钙
排列
分析名称,确定元素符号(或原子团)的顺序
铝 硫酸根
also4
钙 氧
cao
标价
标上化合价
、
、
约简
将化合价的绝对值约成最简整数比
、
、
交叉
将整数交叉写在元素符号(或原子团)的右下角
检验
根据正负化合价代数和是否为0,检验正误
(+3)×2+(-2)×3=0
(+2)+(-2)=0
确定化学式的几种方法:
1. 根据化合价规则确定化学式
例1:若a元素的化合价为+m,b元素的化合价为-n,已知m与n都为质数,求a,b两元素化合后的物质的化学式。
解析:由题意知正、负化合价的最小公倍数为m ·n,a的原子个数为(m·n)/m=n,b的原子个数为 (m·n)/n=m
答案:所求化学式为anbm.
2. 根据质量守恒定律确定化学式
例2:根据反应方程式2xy+y2==2z,确定z 的化学式
解析:根据质量守恒定律,反应前后原子种类不变,原子数目没有增减,反应前有两个x原子,四个y原子,则两个z分子含有两个x原子和四个y原子。
答案:z的化学式为xy2
3. 利用原子结构特征确定化学式
例3:x元素的原子核外有17个电子,y元素的原子最外层有2个电子,求x、y两元素所形成的化合物的化学式。
解析:x元素的原子核外有17个电子,y元素的原子最外层有2个电子,x原子易得1个电子,y原子易失2个电子,根据电子得失相等可求化合物的化学式为yx2
4.利用元素质量比确定化学式:
例4:有一氮的氧化物,氮、氧两元素的质量比为7: 4,求此氧化物的化学式。
解析:设此氧化物的化学式为nxoy,根据xn:yo=7:4 得14x:16y=7:4,即x:y=2:1。
答案:所求氧化物的化学式为n2o。
5. 利用化学式中所含原子数、电子数确定化学式
例5:某氮氧化合物分子中含有3个原子,23个电子,求此化合物的化学式。
解析:设此化合物的化学式为nxoy,则
x+y=3
7x+8y=23
解得x=1,y=2
答案:所求化学式no2。
利用化学式的变形比较元素的原子个数:
例:质量相等的so2和so3分子中,所含氧原子的个数比为?
解析:so2的相对分子质量为64,so3的相对分子质量为80,二者的最小公倍数是320,二者相对分子质量相等时物质的质量相同,转化为分子个数so2 为320/64=5,so3为320/80=4,即5so2与4so3质量相同,所以含氧原子的个数比为(5×2)4×3)=10:12=5:6。
四、利用守恒法进行化学式计算:
例:由na2s、na2so3、na2so4三种物质构成的混合物中,硫元素的质量分数为32%,则混合物中氧元素的质量分数为?
解析:在na2s,na2so3,na2so4中,钠原子与硫原子的个数比是恒定的,都是2:1,因而混合物中钠、硫元素的质量比(或质量分数比)也是恒定的。设混合物中钠元素的质量分数为x,可建立如下关系式。
na ——s
4632
x 32%
46/32=x/32%
解得x=46%
混合物中氧元素的质量分数为1-32%-46%=22%。
利用平均值法判断混合物的组成
找出混合物中各组分的平均值(包括平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等),再根据数学上的平均值原理,此平均值总是介于组成中对应值的最大值与最小值之间,由此对混合物的组分进行推理判断。
例:某气休可能由初中化学中常见的一种或多种气体组成,经测定其中只含c,o两种元素,其质量比为3:8,则该气体可能是?
解析:由题给条件知,该气体只含c,o两种元素,而这两种元素组成的气体可能是co2、co,o2。co2中c,o两种元素的质量比是3:8,co中c,o两种元素的质量比是3:4,o2中c,o两种元素的质量比是0 (因c的质量为0)。题中给出该气体中c,o两种元素的质量比是3:8,故符合题意的气体组成为:co2或 co,o2或co,o2,co2。
利用关系式法解题技巧:
关系式法是根据化学式所包含的各种比例关系,找出已知量之间的比例关系,直接列比例式进行计算的方法。
例: 多少克(nh4)2so4与42.4g尿素co(nh2)2所含的氮元素质量相等?
设与42.4g尿素中所含氮元素质量相等的(nh4)2so4的质量为x
(nh4)2so4——2n——co(nh2)2
132 60
x 42.4g
132/x=60/42.4g
x=93.28