2023年中考化学重难点突破——化合价代数和的计算及应用（含解析）

2023年中考化学重难点突破——化合价代数和的计算及应用
一、单选题
1．著名科学家张存浩获2013年度“国家最高科学技术奖” ，他研究的火箭燃料常用的氧化剂是高氯酸铵(NH4ClO4)。其中氮元素的化合价为－3价，则氯元素的化合价是
A．－1 B．+3 C．+5 D．+7
2．人体吸入的O2有2%转化为活性氧，它加速人体衰老，被称为“夺命杀手”。我国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧，Na2SeO3中的Se（硒）元素的化合价是
A．＋2 B．＋4 C．＋6 D．－2
3．化肥碳铵（NH4HCO3）可以促进植物茎叶茂盛、叶色浓绿。有关碳铵的说法正确的是
A．碳铵中氮元素的化合价为+3 B．碳铵属于复合肥料
C．碳铵不能与碱性物质混合使用 D．碳铵中没有金属元素，所以它不属于盐
4．已知某化合物的化学式为Na2BeO2，则铍元素(Be)的化合价为
A．+l B．+2 C．+3 D．+4
5．实验室用高锰酸钾制氧气的产物之一是锰酸钾．锰酸钾（K2MnO4）中锰元素的化合价是
A．+7 B．+6 C．+5 D．+4
6．二氧化锡（SnO2）可用作液晶元件电极，其中氧元素为—2价，则锡元素的化合价为（　　）
A．+1 B．+2 C．+3 D．+4
7．亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧，亚硒酸钠中硒元素(Se)的化合价为
A．+2 B．+3 C．+4 D．+5
8．稀土元素铕(Eu)是激光及原子能应用的重要的材料。已知氯化铕的化学式为EuCl3，则氧化铕的化学式为
A．EuO B．Eu2O3 C．Eu3O2 D．EuO3
9．某些不法商人往馒头中添加铬酸铅( PbCrO4)做成“染色”馒头，铬酸铅会使人致病，已被明文禁用。已知铅元素化合价为+2，则铬元素(Cr)的化合价为：
A．+6 B．+4 C．+2 D．+l
10．镍氢充电电池有着广泛应用，镍（Ni）及其化合物能发生下列反应：
①Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ ②NiO+2HCl=NiCl2+H2O
③NiO2+4HCl=NiCl2+Cl2+2H2O
Ni（OH）2不溶于水，，对上述反应的分析判断错误的是
A．镍能与氯化铜溶液发生置换反应
B．NiCl2能与NaOH溶液发生复分解反应
C．反应②和③都是复分解反应
D．反应①、③中Ni的化合价都发生了变化
二、填空题
11．化学用语是国际通用语言，它是学习化学的重要工具。
（1）请用化学用语填空：①三个氩原子_____。②两个三氧化硫分子_____。③碳酸根离子_____。④二氧化硅中硅元素的化合价_____。
（2）写出下列符号中数字的含义：①Al3+中“3+”表示_____。②NO2中“2”表示_____。
12．天然气的主要成分是甲烷(CH4)，作为一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生的二氧化碳少于其他化石燃料，可从根本上改善环境质量。请完成下列问题：
①甲烷(CH4)中氢元素的化合价为+1，碳元素的化合价为___________；
②从分子角度，CH4表示的意义为_________________________________；
③从物质角度，CH4表示的意义为_________________________________
13．钙元素对人类生命和生活具有重要意义。
（1）在元素周期表中，钙元素的信息如图所示。钙元素的相对原子质量为_____。
（2）儿童缺钙可能会导致____（填“贫血症”或“佝偻病”）。
（3）氧化钙能与水反应，此反应可用于________（填字母序号）。
A．吸收水分 B．制熟石灰 C．加热食物
（4）熟石灰的化学式为________，它可用于制备补碘剂，其中碘元素的化学价为_______。
（5）“冰洲石”（主要成分为）制成的工艺品不能与盐酸接触，用化学方程式表示其原因：________。
14．MnO2
在能源、材料、信息等方面有重要应用，常用作电池的正极材料和制备金属锰等物质。在化学上，还用作催化剂和氧化剂。请回答下列问题：
（1）MnO2的制备：2KMnO4+3MnSO4+2H2O===5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，在反应物和生成物中，锰元素的最高化合价是___________价。
（2）制备O2：加热氯酸钾和MnO2的混合物，反应的化学方程式是_________。
（3）制备Cl2：MnO2+4HCl(浓) X+Cl2↑+2H2O，则X的化学式是___________。
（4）Mn的冶炼：3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3，基本反应类型是_________。
15．今年5月，我国发射了高分5号卫星，对O2、SO2、CO2等进行监测，在环境检测中发挥重要作用。
①O3能吸收紫外线。与O3互为同素异形体的物质化学式是___________。
②SO2是一种大气污染物。SO2中S元素化合价是________，S、O原子个数比是________；SO2的摩尔质量为_________g/mol；1mol SO2中约含______个S原子。
③大气中的CO2使地球保持温暖。将过多CO2转化为甲醇（CH3OH）等燃料的过程属于________（选填“物理”、“化学”）变化；CH3OH由_______种元素组成。
三、计算题
16．高铁酸钠（Na2FeO4）是一种高效多功能水处理剂，工业上常采用次氯酸钠（NaClO）氧化法生产，反应原理用化学方程式表示为：3NaClO+2Fe（NO3） 3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
（1）次氯酸钠（NaClO） 中Cl元素的化合价为_____；
（2）高铁酸钠（Na2FeO4）中铁元素和氧元素的质量比为_____ （填最简比）；
（3）现要制得830kg含杂质20%的高铁酸钠，至少需要次氯酸钠的质量是多少_________？（列式计算）
参考答案：
1．D
【详解】高氯酸铵(NH4ClO4)中，氮元素的化合价为－3价，氧元素的化合价为－2价，氢元素的化合价为－1价，设：氯元素的化合价为X，根据化学式中元素的正负化合价的代数和为零，则有：（-3）+（+1）×4+X+(-2)×4=0，X=+7，故选D。
2．B
【详解】设亚硒酸钠中硒元素的化合价为x．
（+1）×2+x+（-2）×3=0
x=+4
故选B．
3．C
【详解】A、碳酸氢铵中，氢元素显+1价，碳酸氢根显-1价，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可知碳铵中氮元素的化合价为﹣3，故A错误；
B、碳铵含有氮元素，属于氮肥，故B错误；
C、碳铵属于铵态氮肥，不能与碱性物质混合使用，故C正确；
D、碳铵中没有金属元素，但铵根离子的性质与金属离子相似，碳铵属于盐，故D错误。故选C。
4．B
【详解】根据化合物中元素化合价的代数和为零，钠元素显+1价，氧元素显-2价，设Na2BeO2中Be的化合价是x，（+1）×2+x+（-2）×2=0，则x=+2。故选B。
5．B
【分析】根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合锰酸钾（K2MnO4）的化学式进行解答本题。
【详解】钾元素显+1，氧元素显﹣2，设锰元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，（+1）×2+x+（﹣2）×4=0，则x=+6，故选B。
6．D
【详解】在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。在二氧化锡中，氧元素的化合价是﹣2，则可列式为：锡元素的化合价×1+（﹣2）×3=0解得锡元素的化合价=+4．故选D．
7．C
【详解】在亚硒酸钠(Na2SeO3
)中，钠元素显+1价，氧元素显-2价，设：亚硒酸钠中硒元素(Se)的化合价为x，依据化合价代数和为零的原则，则有：（+1）×2+x+（-2）×3=0，解得x=+4，故选C。
8．B
【详解】试题分析：在氯化铕中氯元素显—1价，根据化合物中各元素正负化合价的代数为零可计算出铕元素显+3价。所以氧化铕的化学式为Eu2O3。所以应选B项。
考点：化合价的计算、化学式的书写
9．A
【详解】根据在化合物中正负化合价代数和为零，铅元素化合价为+2，氧元素的化合价为-2，可得铬酸铅（PbCrO4）中铬元素（Cr）的化合价为：（+2）+x+（-2）×4=0，则x=+6。故选A。
10．C
【详解】A、Ni能置换酸中的氢说明镍的金属性排在氢前所以一定能够置换出氯化铜中的铜；故对；
B、氯化镍是一种盐能否发生反应看交换成分是否有沉淀生成，NI(OH)2为沉淀，故对；
C、②符合，③因反应后生成了三种物质中有单质，故不是复分解反应，故错；
D、①中有单质形式变成了化合物形式，化合价一定改变；③中根据化合物中元素化合价代数和为零，反应物中镍的化合价为+4价，生成物中镍的化合价为+2价，也发生了改变；故对。故选C。
11． 3Ar CO32- 2SO3 O2 一个铝离子带有三个单位的正电荷 一个二氧化氮分子中含有2个氧原子
【详解】（1）①元素符号前加数字，表示原子个数。②化学式前加数字，一般表示分子个数。③一个碳酸根离子带两个单位的负电荷。④化合物中各元素化合价的代数和为零，在化合物中氧元素的化合价为-2，设二氧化硅中硅元素的化合价为x，则x+（-2）×2=0，解答x=+4（2）①离子符号右上角的数字表示离子带的电荷数。②该化学式中的数字表示一个二氧化氮分子中所含氧原子的个数。
12． －4 一个甲烷分子 或一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成 甲烷这种物质或甲烷是由碳元素和氢元素组成
【详解】①甲烷的化学式为CH4，设碳的化合价为x，根据化合物中元素化合价代数和为0，则x+（+1）×4=-0，x=－4。
②CH4作为化学式，在微观上的含义是：表示一个甲烷分子；表示一个甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子构成的。
③CH4作为化学式，在宏观上的含义有两点：一是表示甲烷这种物质，二是表示甲烷是由碳元素和氢元素组成的。
13． 40.08 佝偻病 ABC +5价 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
【详解】（1）元素周期表中的每一个单元格的构成及其含义都是一样的，其中最下方的数字表示相对原子质量，所以可以得出钙元素的相对原子质量为40.08；
（2）钙元素在人体内主要以羟基磷酸钙晶体的形式存在，它使得骨骼和牙齿具有坚硬的结构支架．幼儿及青少年缺钙会得佝偻病和发育不良；
（3）氧化钙和水反应放出大量的热，收集其产生的热量能够给食物进行加热，该反应可以用于制取熟石灰，同样可以作为干燥剂来吸收水分，故选ABC。
（4）熟石灰为氢氧化钙，其化学式；根据化合物正负化合价的代数和为零，可以设碘元素的化合价为x，则，，故碘元素的化合价为+5价；
（5）碳酸钙可以和盐酸反应生成二氧化碳气体、水和氯化钙，可以据此写出该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
14． +7 2KClO32KCl+3O2↑ MnCl2 置换反应
【详解】(1)化合物中元素化合价代数和为零，在反应物和生成物中，KMnO4中锰元素化合价是+7，MnSO4中锰元素是+2价，MnO2中锰元素化合价是+4，因此锰元素的最高化合价是+7价；(2)加热氯酸钾和MnO2的混合物生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式是：2KClO32KCl+3O2↑；
(3)由MnO2+4HCl（浓）X+Cl2↑+2H2O可知，反应前后氧原子都是2个，氢原子都是4个，反应前锰原子是1个，反应后应该是1个，包含在X中，反应前氯原子是4个，反应后应该是4个，其中2个包含在X中，则X的化学式是MnCl2；
(4)Mn的冶炼化学方程式：3MnO2+4Al3Mn+2A12O3，可知基本反应类型是置换反应。
15． O2 +4 1：2 64 6.02×1023 化学 三
【分析】①根据同素异形体的概念考虑；②根据化合价原则，化学式的含义，摩尔质量的概念，1摩尔的任何物质所含有的该物质的微粒数为阿伏伽德罗常数，其近似值为NA=6.02×1023/mol分析；③根据有新物质生成的变化属于化学变化，化学式的含义进行解答；
【详解】①同素异形体是指由同种元素组成的不同单质，氧气是由氧元素组成的单质，臭氧也是由氧元素组成的单质，互为同素异形体，化学式为：O2；
②在化合物中，元素化合价的代数和为零，SO2中的氧元素的化合价为-2价，则可推出S元素的化合价为+4；SO2中S、O原子个数比是1：2；1mol粒子的摩尔质量在g/mol为单位时在数值上都与该粒子的相对分子质量相等，二氧化硫的相对分子质量为64，其摩尔质量为64g/mol；1mol SO2中约含有1mol硫原子，约含有6.02×1023个原子；
③将过多CO2转化为甲醇（CH3OH）等燃料的过程有新物质生成，属于化学变化；CH3OH由碳、氢、氧三种元素组成。
16．（1）　+1　（2）　7：8　（3）447kg
【详解】本题考查了根据化学式、化学方程式的计算。难度不大，计算时要注意规范性和准确性。
（1）在NaClO中，钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为﹣2价，设：次氯酸钠中氯元素的化合价为x，根据化合物中元素的正负化合价的代数和为0，则+1+x+（﹣2）=0，解得x=+1；
（2）高铁酸钠（Na2FeO4）中铁元素和氧元素的质量之比为56：（16×4）=7：8；
（3）设：次氯酸钠的质量为x，
3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
223.5 332
x 830kg×80%
x= 447Kg
答：至少需要次氯酸钠的质量是447kg。