考点15   化合价

考点精讲

1. 有关化合价的含义，经常与生产、生活相联系，以发现的新物质或新闻中报道的有害有毒的物质为载体，分析其含义。

    2. 结合化学式的计算，求化合价。

1. 化合价的含义及其表示

2.化合价的应用

考向一、化合价(高频考点)

1. 定义：元素的原子之间相互化合时表现出来的一种性质，用来表示原子之间相互化合的原子数目。

2. 数值的判定：形成化合物时1个原子得失电子数或形成的共用电子数

2. 分类

元素的化合价有正价和负极之分。

3. 化合价的表示方法

化合物中各元素的化合价通常在化学式中元素符号或原子团正上方标出，正负号在前、价数在后。如MgO-2、MgS+6O4。

4. 化合价的规律

（1）化合价有正价和负极之分，在化合物中各元素的正负化合价代数和为零。

（2）在单质中，元素的化合价为0价。

（3）一般来说，在化合物中，氢元素显+1价，氧元素显-2价。

（4）金属元素和非金属元素化合时，金属元素通常显正价、非金属元素通常显负极。

（5）原子团的化合价等于各元素正负化合价的代数和。

5. 化合价和离子符号比较

6. 原子团及其化合价

（1）原子团：

常作为一个整体参加化学反应的原子集团，叫做原子团，又叫根，反应中不能随意拆开。如H2SO4、NaOH、Na2CO3中S、OH-、C。

（2）常见原子团的化合价

标化合价时，“＋”不能省略。同一种元素在同一种物质中可能显不同的化合价，例如：H4O3。

非金属元素化合价规律：

∣最高正价∣＋∣最低负价∣＝8

某元素的化合价由该元素原子的最外层电子数决定。一般来说，金属元素的化合价=其原子的最外层电子数，为正价；非金属元素的化合价=8-其元素原子的最外层电子数，为负价。

真题解析

1．在下列四种含有氯元素的物质中，氯元素化合价最低的是（    ）

A．Cl2      B．NaCl       C．HClO      D．KClO3

【答案】B

【解析】Cl2中Cl的化合价为0；NaCl中Cl的化合价为-1；HClO中Cl的化合价为+1；KClO3中Cl的化合价为+5；故选B。

2．钛酸亚铁（FeTiO3）中铁元素显+2价，则钛元素的化合价是（    ）

A．+2 B．+3 C．+4 D．+5

【答案】C

【解析】钛酸亚铁（FeTiO3）中铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，设钛元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得∶（+2）+x+（﹣2）×3＝0，则x＝+4价。故选C。

3．下列有关化合价的说法中，正确的是（    ）

A．在NaCl和HClO里，氯元素均为﹣1价

B．在H2中，氢元素显+1价

C．一种元素在同一种化合物里，可能显不同的化合价

D．非金属元素在化合物里，一定显负价

【答案】C

【解析】A、在NaCl和HClO里，钠元素显+1价，氢元素显+1价，氧元素显﹣2价，由在化合物中正负化合价代数和为零，则NaCl中氯元素的化合价为﹣1价；HClO里，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：（+1）+x+（﹣2）=0，则x=+1价，错误；B、单质中元素化合价为0，在H2中，氢元素为0价，错误；C、同一种元素在同一种物质中可能显不同的价态，如在NH4NO3中，在铵根离子中氮元素显﹣3价，在硝酸根离子中氮元素显+5价，正确；D、非金属元素在化合物中也不一定均显负价，如H2O中氢元素显+1价，错误。故选C。

4．（2020·南充市初三期末）油画上使用的白色颜料经一段时间后会变为黑色的PbS（硫化铅），使颜料恢复白色的方法是蘸涂双氧水，发生反应的化学方程式为：PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O，此反应中Pb元素、H元素的化合价不变，O元素的化合价变化为：－l→－2。则S元素的化合价变化为（    ）

A．+2→+4 B．+2→+6 C．－2→+4 D．－2→+6

【答案】D

【解析】铅元素的化合价反应前后没变都是+2价，设反应前硫元素的化合价为x，则(+2)+x=0，x=-2，反应前硫元素的化合价为-2价；设反应后硫元素的化合价为y，则(+2)+y+(-2)×4=0，y=+6，反应后硫元素的化合价变为+6价。故选：D。

5．某物质的化学式为CaWOx，其中钙元素为＋2价，钨(W)元素为＋6价，氧元素为－2价，则x值是（    ）

A．2      B．3      C．4       D．5

【答案】C

【解析】在CaWOx中，钙元素为＋2价，钨(W)元素为＋6价，氧元素为－2价，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：(＋2)＋(＋6)＋(－2)x＝0，则x＝4。故选C。

突破提升

一、单选题

1．工业上可用镁铬矿（主要成分为 MgCr2O4）冶炼铬，MgCr2O4 中铬元素的化合价为

A．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6

2．我国发明的新型钛合金，为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是：

①             

②

下列说法合理的是

A．FeTiO3属于氧化物 B．钛合金是一种金属单质

C．反应②属于置换反应 D．TiCl4中钛元素的化合价是+2价

3．在大雪天气中，为尽快恢复交通，使用了大量融雪剂。有一种融雪剂中含有硅酸钠（Na2SiO3），Na2SiO3中钠的化合价为＋1价，氧的化合价为－2价，则Si元素的化合价为

A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋6

4．我国古代火法炼铜的原料是孔雀石，孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】。碱式碳酸铜中铜元素的化合价是

A．+1 B．+2 C．0 D．-1

二、选择填充题

5．2021年10月14日，长征二号火箭搭载“羲和号”成功发射，我国正式进入“探日时代”。长征二号火箭燃料燃烧的微观示意图如下，有关说法正确的是(    )

A．反应前后的物质都属于混合物       B．反应前后各元素的化合价均未改变

C．该反应属于置换反应                    D．反应前后______保持不变

三、填空题

6．用化学符号填空：

(1)两个氨分子________。

(2)3个硫酸根离子________。

(3)氦气_________。

(4)三个铁离子_____。

(5)标出过氧化氢中氧元素的化合价______。

7．用化学用语填空：

(1)3个二氧化硫分子______。

(2)表示______的结构示意图。

(3)核电荷数为13的元素为______。

(4)五氧化二磷中磷元素的化合价为______。

(5)形象的微观示意图有助于我们认识化学物质和理解化学反应。若用表示氢原子，用表示氧原子。在点燃条件下，A和B反应生成C和D．反应前后分子种类变化的微观示意图如下所示。

请回答以下问题：

①A中氮元素和氢元素的质量比为______。

②4种物质中，属于化合物的是______（填图中字母）。

③写出上图发生反应的化学方程式：______。

8．用化学用语填空：

(1)氖气______。

(2)标出氯酸钾中氯元素的化合价______。

(3)磁铁矿的主要成分是______。

(4)铝具有很好抗腐蚀性能的原因是______（用化学方程式表示）。

四、流程题

9．已知过氧化钙（CaO2）微溶于水，能溶于酸，是一种对环境友好的多功能化合物。如图是制备过氧化钙的工艺流程图。请回答下列问题：

(1)实验室用澄清石灰水来检验X，该反应的化学方程式为________。

(2)玻璃棒在过滤操作中所起到的作用是_____。下列是某同学进行过滤操作时的一些做法，其中正确的是_____（填字母序号）。

A．直接向漏斗中倾倒待过滤的液体

B．滤纸边缘高于漏斗边缘

C．漏斗下端管尖紧靠烧杯内壁

(3)过氧化钙中氧元素的化合价为_____。

10．氧化铜在催化、超导、陶瓷等领域中作为一种重要的无机材料有广泛的应用。某科技小组用工业废液(含硫酸铜和硫酸的溶液)制取氧化铜的工艺流程如下。

(1)硫酸铜中铜元素的化合价为__________。

(2)实验室进行操作Ⅰ时玻璃棒的作用是__________。

(3)试剂X是          (填字母)。

A．Na2SO4溶液 B．NaOH溶液 C．Ca(OH)2溶液 D．稀H2SO4

(4)步骤①中生成氢氧化铜的反应的化学方程式为__________。

(5)步骤②中发生的反应为，则X的化学式为__________。

参考答案：

1．A

【解析】

【详解】

MgCr2O4 中，镁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，设铬元素的化合价为x，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则+2+x×2+（-2）×4=0，x=+3，故选A。

2．C

【解析】

【详解】

A、氧化物是含有两种元素，其中一种是氧元素的化合物，FeTiO3由三种元素组成，不符合氧化物的定义，A不合理；

B、合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质，故钛合金是混合物，B不合理；

C、反应②是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，C合理；

D、氯元素通常显-1价，根据正负化合价的代数和为0，TiCl4中Ti的化合价为+4价，D不合理。

故选C。

3．C

【解析】

【分析】

根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合硅酸钠（Na2SiO3）的化学式进行解答本题。

【详解】

钠元素显+1价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（＋1）×2+x+（-2）×3=0，则x=+4价。

故选：C。

4．B

【解析】

【分析】

根据化合物中各元素的化合价代数和为零进行求解即可。

【详解】

氢氧根的化合价为-1价，碳酸根的化合价为-2价，

设铜元素的化合价为x，则，x=2，故铜元素的化合价为+2价，选B。

5．     A     原子个数等

【解析】

【分析】

由微观反应示意图可知，该反应的化学方程式为：。

【详解】

A．反应前后分子的种类不止一种，由此反应前后的物质都属于混合物，A项正确；

B．反应后生成的氮气是单质，元素化合价为0，则该反应 N的化合价发生变化，B项错误；

C．该反应的生成物是两种化合物，不符合置换反应的特点，C错误；

D．该反应发生化学变化遵守质量守恒定律，所以在反应前后原子种类、原子个数、原子质量、元素质量、元素种类等保持不变，故填：原子个数等。

该题答案：A。

6．(1)2NH3

(2)

(3)He

(4)3Fe3+

(5)

【解析】

(1)

分子用化学式表示，多个分子就是在化学式前面加上相应的数字，故两个氨分子表示为：2NH3；

(2)

离子的表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，多个离子，就是在元素符号前面加上相应的数字；故3个硫酸根离子表示为：；

(3)

氦气由氦原子构成，化学式为：He；

(4)

离子的表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，多个离子，就是在元素符号前面加上相应的数字；故三个铁离子表示为：3Fe3+；

(5)

过氧化氢中氢元素显+1价，设氧元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+1）×2+2x=0，x=-1，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。故过氧化氢中氧元素的化合价表示为：。

7．(1)3SO2

(2)Na+

(3)Al

(4)+5价##正五价

(5)     14：3     AD    

【解析】

(1)

二氧化硫化学式为：SO2，3个二氧化硫分子应该在其化学式前写3，即3SO2；

(2)

图中微粒的核电荷数是11，核外电子数是10，质子数＞核外电子数，表示阳离子，所以是钠离子的结构示意图，其符号为：Na+；

(3)

质子数等于核电荷数，核电荷数为13的元素为铝元素，其符号为：Al；

(4)

五氧化二磷的化学式为：P2O5，其中氧元素的化合价为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为零，设磷元素的化合价为x，则x×2+ （-2×5）=0，x=+5，五氧化二磷中磷元素的化合价为+5价；

(5)

①根据微观示意图可知，A是NH3，A中氮元素和氢元素的质量比为14：（1×3）=14:3；

②根据微观示意图可知，A是NH3，B是O2，C是N2，D是H2O，属于化合物的是AD；

③根据微观示意图可知，该反应的化学方程式为：。

8．(1)Ne

(2)

(3)Fe3O4

(4)4Al + 3O2=2Al2O3

【解析】

(1)

氖气是稀有气体，化学式用元素符号表示，氖的元素符号是Ne。

(2)

在氯酸钾中钾的化合价是＋1，氧元素的化合价是﹣2，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则，设氯酸钾中氯元素的化合价为x。

则（＋1）＋x＋（﹣2）×3=0，解得x=＋5，即氯酸钾中氯元素的化合价为＋5价，表示为：

(3)

磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，化学式。

(4)

铝在常温下就能与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，所以铝具有很好抗腐蚀性能，化学方程式：。

9．(1)CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O

(2)     引流     C

(3)-1##-1价

【解析】

【分析】

根据制备过氧化钙的工艺流程图分析，CaCO3煅烧生成气体X为CO2，物质A为CaO，CaO与过氧化氢溶液反应生成CaO2•8H2O，后经过滤等其他操作制得CaO2。

【详解】

（1）根据分析，气体X是二氧化碳，实验室用澄清石灰水来检验X，该反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；

（2）玻璃棒在过滤操作中所起到的作用是引流；

A、过滤时需要玻璃棒引流，不得直接倾倒液体，故A错误；

B、滤纸边缘应低于漏斗边缘，故B错误；

C、漏斗下端管尖紧靠烧杯内壁，防止液滴飞溅，故C正确；

故选：C；

（3）过氧化钙中，钙元素的化合价为+2，根据正负化合价的代数和为0，所以氧元素的化合价为﹣1。

10．(1)+2##+2价

(2)引流

(3)B

(4)

(5)H2O

【解析】

【分析】

废液中含有硫酸铜、硫酸，根据生成物硫酸钠、氢氧化铜反推物质X即可。

(1)

化合物中，各元素化合价的代数和为零，硫酸根的化合价为-2价，设铜元素的化合价为x，则x+(-2)=0，x=2，故铜元素的化合价是+2价；

(2)

分离固体与液体的操作是过滤，过滤中玻璃棒的作用是引流；

(3)

废液中含有铜离子、氢离子、硫酸根离子，加入X后，生成物硫酸钠、氢氧化铜，新引入了钠离子、氢氧根离子，根据质量守恒定律可知，新引入的离子均来自物质X，故X为氢氧化钠溶液，选B；

(4)

硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠、氢氧化铜沉淀，反应的化学方程式为：；

(5)

化学反应前后，元素的种类、原子的个数均不发生变化，根据化学方程式，反应前各元素原子的总个数为：1个铜原子、2个氧原子、2个氢原子，生成物氧化铜中含有1个铜原子，1个氧原子，剩下的1个氧原子和2个氢原子构成物质X，故X为H2O。