中考满分——第2节 元素、化合价与化学式

元素、化合价与化学式
考点梳理
1．元素
(1)元素的概念
元素是具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称，元素的种类由质子数决定。例如H、H、H分属不同原子，但质子数都为1，均属氢元素。
(2)元素和原子的区别与联系
元素
原子
概念
具有相同的核电荷数(即质
子数)的同一类原子的总称
原子是化学变化中的
最小微粒
区别
只论种类，不论个数
既论种类，又论个数
联系
元素是具有相同核电荷数的同一类原子的集合
(3)元素的分布
①地壳中含量前四位的元素依次是O、Si、A1、Fe。
②海水中含量前四位的元素依次是O、H、O、Na。
③人体中含量前三位的元素是O、O、H。
(4)元素与植物生长的关系
植物生长需要多种元素，其中需求量较大的是含N、P、K元素的无机盐。农业上常用的化肥是氮肥、磷肥、钾肥。
氮肥、磷肥和钾肥的比较：
化肥
氮肥
磷肥
钾肥
肥效
能促使农作物的茎
叶生长茂盛，含有组
成叶绿素的重要元
素
促进农作物根系发
达、增强吸收养分和
抗寒抗旱能力，促进
作物穗数增多、籽粒
饱满
促使农作物生长
旺盛，茎秆粗壮，
增强抗病虫害的
能力，促进糖和
淀粉的积累
实例
NH4C1、
(NH4)2SO4、
NH4HCO3、
NH4NO3、
CO(NH2)2等
过磷酸钙：
Ca(H2PO4)2和
CaSO4的混合物
K2SO4、KCl、草
木灰(主要成分
为K2CO3)
制取
碳铵：NH3+H2O+
CO2=NH4HCO3
硫铵：2NH3+
H2SO4=
(NH4)2SO4
(5)元素符号
①书写要求：若用一个字母表示某元素时，必须大写；用两个字母表示某元素时，第一个字母要大写，第二个字母要小写。
②表示的意义：
a．表示一种元素。
b．表示该种元素的一个原子。
【注意】 若在元素符号前加上“l”以上的自然数，例如：“3Mg”表示3个镁原子，不表示3个镁元素。
(6)同位素：原子中原子核内质子数相同、中子数不相同的同类原子统称为同位素原子。
注意区分元素符号(如H)与同位素原子的符号(如：H、H、H)。
(7)元素周期表：“横称周期纵是族”，同族元素化学性质相似。
2．单质、化合物和氧化物的概念
单质：由同种元素组成的纯净物。
化合物：由不同种元素组成的纯净物。
氧化物：由两种元素组成，其中一种是氧的化合物。
【注意】 单质、化合物都是指纯净物，同种元素可组成单质，也可组成混合物，如O2和O3的混合气体属混合物。
3．化合价
(1)含义：一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质。
(2)化合价计算要遵循的两个原则：①在化合物里所有元素化合价的代数和为零；②单质中元素的化合价为零。
(3)根据元素的化合价正确写出化合物的化学式的步骤：①按一定顺序写出元素符号；②在元素符号的上方标出化合价；③再根据元素化合价代数和为零的原则写出分子中各元素的原子个数。

4．化学式
(1)定义：用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。
(2)化学式的书写：根据实验测定得到，不能随意乱写。
金属单质：由原子直接构成，由于结构复杂，一般用元素符号表示，如Fe
单质 气体：常见气体—般是双原子分子，如H2、O2
非金属单质 液体：如溴Br2
书写 固体：由于结构复杂，一般直接用元素符号表示，如C、S
一般正价在左，负价在右（CH4、NH3等例外）
化合物
氧化物：一般氧元素在右，如CO2、Al2O3
高频考点及真题演练
高频考点一 元素、元素符号
考题一 (2011·南通)下表为元素周期表中某一周期元素的原子结构示意图。
元素名称
钠
镁
铝
硅
元素符号
Na
Mg
Al
Si
原子结构
示意图
元素名称
磷
硫
氯
氩
元素符号
P
S
Cl
Ar
原子结构
示意图
请回答下列问题：
(1)表中磷原子的核电荷数x=__________。
(2)表中具有相对稳定结构的元素是_________。
(3)在化学反应中，每个铝原子失去_________个电子形成铝离子。
(4)镁元素与氯元素形成的化合物化学式为_________。
(5)上述元素在周期表中处于同一个周期的原因是___________________________。
(6)硫与氧气反应(S+O2 SO2)可用下图表示：
设N个氧气分子的质量为32 g，则64 g氧气与足量硫粉完全反应生成的二氧化硫分子数为_________N。
解析：本题以部分元素周期表为背景材料，考查原子结构相关的知识。要正确理解原子结构示意图中：核电荷数一核外电子数。最外层为8个电子(He为2个电子)的稀有气体元素结构稳定，故在化学反应中，每个铝原子失去3个电子形成铝离子。根据元素的化合价能写出镁元素与氯元素形成的化合物的化学式为Mgcl2。又仔细分析表中结构示意图，发现上述元素在周期表中处于同周期的元素应是：它们原子的核外电子层数都相同。观察硫与氧气反应图，由于硫为足量，则32 g氧气(N个氧气分子)完全反应能生成N个二氧化硫分子，则64 g氧气与足量硫粉完全反应生成2N个二氧化硫分子。
答案：(1)15 (2)氩 (3)3 (4)MgCl2 (5)它们原子的核外电子层数相同 (6)2
真题演练1 (2009·无锡)某化肥包装袋上的部分说明如下图所示。
(1)氯化铵属于化学肥料中的__________(填字母)。
A．钾肥 B．氮肥 C．磷肥
(2)氯化铵具有的性质是_________(填字母)。
A．易溶于水 B．有挥发性 C．受热易分解
(3)氯化铵中含有的阳离子的符号为_________。
(4)施用该类肥料时，要避免与_________(填“酸性”或“碱性”)物质混合使用，以防降低肥效。
【尝试自解】
高频考点二 化合价
考题二 (2011·鄂州)在化学反应MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+2H2O+C12↑中，同种元素的化合价在化学反应前后变化最大的元素是 ( )
A．Mn B．Cl C．H D．O
解析：分析反应前后各元素的化合价变化情况：H、O元素反应前后化合价不变，分别为+1价、-2价，Cl元素以-l价升高到0价，Mn元素从+4价降为+2价。在反应前后化合价变化最大。
答案：A
真题演练2 (2010·兰州)翡翠是人们喜爱的一种装饰品，翡翠的主要成分是硬玉，其化学式为NaAl(SiO3)2。其中Si的化合价是 ( )
A．+1价 B．+2价 C．+3价 D．+4价
【尝试自解】
高频考点三 化学式
考题三 (2011·无锡)现有H、O、N、C、Na五种元素，请选用其中的元素写出符合下列要求的物质各一个(用化学式表示)：
(1)空气中含量最多的气体________。
(2)人体中含量最多的物质________。
(3)食醋中含有的酸________。
(4)可用于制作“叶脉书签”的碱________。
(5)发酵粉成分之一的小苏打________。
(6)可用于人工降雨的干冰________。
解析：熟记常见物质的性质、用途及存在，并根据化合价正确书写其化学式，只有达到这两点才能正确解答本题。
答案：(1)N2 (2)H2O (3)CH3COOH (4)NaOH (5)NaHCO3 (6)CO2
真题演练3 (2010·河北)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。
(1)若用“”表示氢原子，用“”表示氧原子，则表示________(填化学符号，下同)，
表示________。
(2)ClO2是新一代饮用水的消毒剂，我国最近成功研制出制取ClO2的新方法，其反应的微观过程如下图所示。
①请写出该反应的化学方程式：________________。
②上述四种物质中，属于氧化物的是(填化学式，下同) ________，氯元素的化合价为+3价的物质是________。
【尝试自解】
中考命题方向及模拟
本节主要考查化学用语的书写等。在中考命题中主要以选择题和填空题形式呈现。元素的含义、元素与原子的区别和联系是中考常考题，分值较小。近年来对于元素周期表的知识考查增多，主要是根据题中提供的周期表信息进行分析、归纳、找出规律，题型以简答题为主。有关化学式的命题一般有根据提供的元素符号、化合价、物质的性质或用途写出与生产、生活紧密相关的化学式。考查的题型通常为填空题。
模拟预测题1 已知碘(I)元素为-l、+1、+3、+5、+7等多种化合价，碘酸碘是由带正电荷的碘离子和碘酸根(IO)离子构成。你认为它的化学式可能是下列中的 ( )
A．I2O5 B．I2O7 C．I4O5 D．I4O9
模拟预测题2 下列是五种粒子的结构示意图：
(1)图中粒子共能表示________种元素。A所表示的元素位于元素周期表中的第_______周期。
(2)图中表示的阳离子是_______(用离子符号表示)，表示的阴离子是_______(用离子符号表示)，二者形成的化合物的化学式为_______，名称为_______。
(系统复习，全面提升自我，请完成同步训练）
同步训练 元素、化合价与化学式
1．亚硝酸钠(NaNO2)的外观与食盐很相似，有咸味，误食易中毒。区别它们的一种方法是：将两者分别加热到320℃，不分解的是食盐，能分解并放出一种具有刺激性气味的气体是亚硝酸钠。该气体可能是 ( )
A．NH3 B．NO2 C．SO2 D．N2
2．含有氯元素的酸有多种，高氯酸是其中的一种。已知高氯酸中氯元素的化合价为+7价，则高氯酸的化学式是 ( )
A．HCl B HClO C．HClO3 D．HClO4
3．我国近年研制成功一种气体，该气体的每个分子由两个质子数为8、相对原子质量为l8的原子构成。下列说法错误的是 ( )
A．这种气体的相对分子质量为36
B．这种原子的核外不一定有8个电子
C．这种气体中氧元素的化合价为零
D．这种原子与氢原子能构成相对分子质量为20的水分子
4．某同学对一些科学符号中数字的含义有如下的理解，其中错误的是 ( )
A．O2：可表示一个氧气分子中有两个氧原子
B．2C：可表示两个碳原子
C．S2一：可表示一个硫离子带2个单位负电荷
D．NH3：可判断出该物质中N、H元素的个数比为1 ：3
5．鸡蛋壳中Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2约占2．8％，这两种物质都属于 ( )
A．金属单质 B．酸
C．氧化物 D．化合物
6．近来，俄美科学家发现了两种新原子，它们的质子数都是ll7，中子数分别为117和118。下列有关叙述正确的是 ( )
A．两种原子属于同种元素
B．中子数为ll8的原子，核外有118个电子
C．中子数为ll7的原子，相对原子质量为117
D．因为两种原子的质子数相同，所以两种原子的质量也相同
7．下列图示的各物质(或元素)相对含量错误的是 ( )
8．X、Y元素能形成两种化合物C1和C2。C1中含X元素75％；C2中含X元素80％。若C1的化学式为XY4，则C2的化学式为 ( )
A．X2Y4 B．X2 Y6 C．X3Y2 D．X2Y3
9．下图是元素周期表中的一部分。在元素周期表中，同一周期(横行)中的元素，除0族(最右纵行)元素外，从左到右原子序数依次增大，原子半径逐渐减小，在化学反应中，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，请回答：
族 周期
I A
ⅡA
ⅢA
ⅣA
VA
ⅥA
ⅦA
0
1
1 H
1.008
2 He
4.003
2
3 Li
6.941
4 Be
9.01
5 B
10.81
6 C
12.01
7 N
14.01
8 0
16.00
9 F
19.00
10 Ne
20.18
3
11 Na
22.99
12 Mg
24.31
13 Al
26.98
14 Si
28.09
15 P
30.97
16 S
32.06
17 Cl
35.45
18 Ar
39.95
(1)氟的相对原子质量为________；原子序数为15的元素位于元素周期表第________ 周期，元素符号为________，它属于________(选填“金属”或“非金属”)元素。
(2)原子半径：钠________镁(填“>”、“=”或“<”，下同)，原子得电子能力：硫________氯。
10．某市售天然矿泉水标签的部分内容如下图所示，请仔细阅读并完成下列问题。
(1)用化学符号填空：钙离子________；硫酸根离子________；由标签中的离子构成的一种盐________。
(2)偏硅酸中硅元素的化合价为________价；氯离子的结构示意图为
，则x的值为________。
11．硼烷的结构像鸟巢，故称为巢式硼烷。五硼烷是巢式硼烷中的一种，结构如右图所示，五硼烷的化学式为________；五硼烷是传统的火箭燃料，燃烧产物B2O3对环境的污染小，B2O3中B元素的化合价为________价。
12．上海建成了我国第一条磁悬浮铁路。磁悬浮的核心技术是利用超导体的反应磁性，高温超导物质(Y2Ba4Cu6Ol3)是以YmOn、BaO和CuO为原料，经 研磨烧结而成(此过程中所有元素的化合价均不变)。则高温超导物(Y2Ba4Cu6Ol3)中，元素Y显________价。
13．图A是两种元素在元素周期表中的信息，图B是氟原子的原子结构示意图。
(1)图A方框的横线上填的是________，图B方框的横线上的数字是________。
(2)用化学符号和数字表示：2个氟原子________，钠离子________。
(3)钠元素属于________(选填“金属”或“非金属”)元素。
14．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。观察比较后，发现该块农田的小麦长得矮小、容易倒伏、叶片上有斑点。于是农民将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外，其他田问管理措施相同。实验结果见下表：
地块
甲
乙
丙
丁
戊
施肥情况
(等质量)
尿素[CO(NH2)2]
磷酸二
氢钾
磷酸二
氢铵
硫酸铵
不施肥
小麦收获
量(千克)
55.56
69.26
56.88
55.44
55.11
比较甲、乙、丁、戊可知，该农田可能缺少的元素是_______，比较乙和丙可判断该农田缺少的元素是_______。
15．某学校的课外活动小组要测定某块盐碱地中的NaCl、Na2SO4、Na2CO3的含量，为盐碱地的改造提供依据。下面是他们的测定步骤：
(1)确定要测定地块的采样点。
(2)将采集好的土样晾干、粉碎、称量，加蒸馏水充分搅拌后过滤，取滤液。
(3)对所取滤液进行以下实验：(实验过程中所加试剂均是足量的，得到的所有沉淀中的阴离子都来自原土壤滤出液中)
(4)称量实验中得到的各种沉淀质量，计算得出盐碱地中上述三种盐的含量。
请回答下列问题：
(1)设计采样点时有下列四种方案，选用方案_______较为合理。
(2)上述实验中试剂A的化学式是_______，试剂B的化学式是______________，气体和试剂C反应的化学方程式是______________。
(3)若上述实验中试剂A为氯化钡溶液，则按上述实验最终测得土壤中______________(填化学式)的含量偏高。
参考答案
第2节 元素、化合价与化学式
真题演练l 答案：(1)B (2)AC (3)NH (4)碱性
解析：由于NH4Cl中含氮元素，所以属于氮肥，又NH4Cl为铵盐，故可溶于水且易分解。当与碱性物质混合使用会产生氨气。
真题演练2 答案：D
解析：根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，求某物质中某元素的化合价。设si元素的化合价为x，则(+1)+(+3)+[x+(-2)×3]×2=0，求得x=+4。
真题演练3 答案：(1)O2 H2O (2)C12+2NaClO2=2ClO2+2NaCl ClO2 NaClO2
解析：根据“●”表示氢原子。“”表示氧原子知“”表示O2， ”表示H2O。
反应的微观过程的图示中清晰地给出了原子的种类和反应前后分子的个数，不难写出其化学方程式。
模拟预测题1 答案：D
解析：此题给予信息，可根据化合价规则确定物质的化学式。解题的关键在于确定碘酸根的数目。由题意可知．碘酸碘是由带正电荷的碘离子和碘酸根(IO)离子构成的。根据碘酸根离子中所含氧原子数确定碘酸碘中含碘酸根离子的数目，再由化合价规则确定该碘离子的数目并加以验证。I4O9中含3个碘酸根离子，可写成(3)3形式。
模拟预测题2 答案：(1)四 三 (2)Mg2+ C1一 MgCl2 氯化镁
解析：(1)元素种类取决于原子或离子的质子数，A和E的质子数相同，所以只有四种元素；A原子核外有三个电子层，所以应在第三周期；(2)阳离子的质子数多于电子数，故只有B，符号为Mg2+；阴离子的质子数少于电子数，故只有E，符号为Cl—；由二者的化合价可知，形成物质的化学式为MgCl2。
同步训练
1．答案：B
解析：因为放出的气体有刺激性气味，故可排除选项D；根据质量守恒定律知，元素种类在反应前后守恒，而亚硝酸钠组成中没有氢和硫，故排除选项A和C。
2．答案：D
解析：根据化合物中各元素化合价的代数和为零的规律，化合物中氢元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，通过计算可得四个选项中氯元素的化合价分别为：-l、+1、+5、+7。
3．答案：B
解析：本题考查对粒子结构及符号表示意义的理解能力。由题意可知该微粒可表示为O2。其分子的相对分子质量为l8×2=36；组成单质的氧元素的化合价为0；其原子的质子数为8，则其原子核外电子数也为8；该氧原子与氢原子构成的水分子的相对分子质量为l×2+18=20。
4．答案：D
解析：在符号R周围的小数字所处位置不同，所表示的含义也完全不同。例如：n：(1)在R前方的n有三种：①2C：表示两个碳原子(元素符号表示“一个原子”)；②3CO2表示三个二氧化碳分子(分子式表示“一个分子”)；③3Mg2+表示三个镁离子(离子符号表示“一个离子”)。(2)在R正上方的±a表示该元素的化合价：④：铝元素的化合价是+3价。(3)在R的右上角b±表示离子所带电荷数：⑤S2-中的“2”表示每个硫离子带两个单位负电荷。(4)在R的右下角m表示该微粒中原子构成个数：⑥NH3中的3表示每个氨分子中含3个氢原子。
5．答案：D
解析：根据物质的化学式可知，两种物质都是由三种元素组成的纯净物，故都属于化合物。
6．答案：A
解析：明确元素的概念，知道原子中各粒子之间的关系即可解答本题。元素是具有相同质子数的一类原子的总称，因两种原子的质子数相同，故属于同一种元素；在原子中，质子数等于核外电子数，即ll7；相对原子质量约等于质子数加中子数，即117+117=234；原子的质量主要集中在原子核上，由于原子核内中子数不同，故原子的质量不同。
7．答案：A
解析：本题考查物质或元素在自然界中的含量。空气中氮气约占空气体积的78％，氧气约占21％，故A错误。
8．答案：B
解析：此题是根据元素的质量来求化合物的化学式。此题缺少的条件是X、Y元素的相对原子质量，但C2中X、Y元素的质量比为80％：(1—80%)=4：1。如果再知道两种元素的相对原子质量，易求C2的化学式。而“C1中含X元素75％”和“C1的化学式为XY4”这两个条件就是为了求X、Y元素的相对原子质量之比而设置的。分别设X、Y元素的相对原子质
量为a、b，则有(a×l)：(b×4)=75％：(1-75％)，可以推出a：b=12：1；然后设C2的化学式为XnYm，则有(12×n)：(1×m)=4：1，可求出n：m=l：3。
9．答案：(1)19.00 三 P 非金属 (2)> <
解析：此题是信息题，充分分析、利用表中的信息是解题的关键。由“除0族(最右纵行)元素外从左到右原子序数依次增多，原子半径逐渐减小，在化学反应中，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强”这两个信息，就可以解决第二个问题。
10．答案：(1)Ca2+ SO NaCl (2)+4 8
解析：本题以生活实际来考查科学基本知识。(2)利用总化合价为0，设偏硅酸中硅元素的化合价为x，则2×(+1)+x+3×(-2)=0，解得x=+4，氯原子的质子数为l7，核外电子数为17，得到1个电子形成氯离子的核外电子数为18，则2=18—2—8=8。
11．答案：B5H9 +3
解析：本题联系结构好似“鸟巢”的五硼烷，通过给出的五硼烷的微观结构图，考查从分子模型图中读取信息及化合价与化学式的关系，是近几年常考题型。
分析五硼烷的结构示意图，五硼烷的一个分子中含有5个硼原子，9个氢原子，其化学式为B5H9。
(2)根据化合价原则，元素化合价代数和为零，在B2O3中，O的化合价为-2价，则B的化合价为+3价。
12．答案：+3
解析：高温超导物质(Y2Ba4Cu6O13)是以YmOn、BaO和Cu0为原料合成，且在此过程中所有元素化合价均不变，则Ba、Cu均为+2价，O为-2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为零的原则，可计算出Y显+3价。
13．答案：(1)Na 7 (2)2F Na+ (3)金属
解析：(1)由图A知，方框内应填钠的元素符号：Na；根据原子中质子数等于核外电子数，故B方框的横线上的数字为9-2=7；(3)钠元素带“钅”旁，属于金属元素。
14．答案：P、K K
解析：本题考查对重要化肥的认识。甲地施的尿素和丁地的硫酸铵同属氮肥，甲、丁两地施肥后与戊地比较，并无增产，说明该农田不缺N元素；乙地施的磷酸二氢钾含P元素和K元素，施肥后该农田明显增产，可知该农田可能缺少P元素和K元素；丙地施的磷酸二氢铵中也含P元素，施肥后却并无明显增产，可知该农田只缺K元素。
15．答案：(1)C (2)Ba(NO3)2 HNO3或HCl CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O (3)NaCl
解析：解答本题的关键是找“题跟”，从沉淀中加试剂B，并过滤，产生BaSO4沉淀和气体，则可推知B为HNO3(或HCl)，气体为CO2，从而推知试剂C为Ba(OH)2，两者反应；CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O，由此不难推得其他解答。