本试题 “水是生命之源，我国规定饮用水质必须在感官指标、化学指标、病理学指标等方面达标方可成为饮用水．（1）感官指标的主要要求为：①不得呈现异色；②不得有异味；...” 主要考查您对硬水和软水
水的净化
质量守恒定律
化学式的写法和意义
化合价的求法
碳的性质
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- 硬水和软水
- 水的净化
- 质量守恒定律
- 化学式的写法和意义
- 化合价的求法
- 碳的性质
定义：
硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
水的硬度：
水的硬度常用一种规定的标准来衡量，这个标准是：把1L水里含10mgCaO（或相当于10mgCaO）称为1度。
硬水和软水的检验：
（1）用肥皂水来检验硬水和软水，把肥皂水滴在水里搅拌，产生泡沫多的是软水，产生泡沫少或不产生泡沫的是硬水
（2）用加热煮沸的方法检验硬水和软水。水加热煮沸时，有较多沉淀的是硬水，不产生沉淀或者产生沉淀较少的是软水。
硬水的软化：
就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。
硬水软化的方法：生活中常用煮沸法，工业上常用离子交换法和药剂软化法，实验室常用蒸馏法，蒸馏法是净化程度较高的水，蒸馏时应注意以下几点：
①蒸馏瓶中的液体不能超过其容积的2/3.
②加热时，应在烧瓶中放几粒沸石（或碎瓷片）。
③装置气密性良好
④水银温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近。
使用硬水造成的危害：
饮用水中含有微量的钙、镁成分，对人体健康是有益的。但是，水中含太多的钙、镁成分，对生活和生产都有危害。
①用硬水洗涤，不仅浪费肥皂，而且会在织物上积有肥皂跟钙、镁反应后生成的沉淀，不容易洗干净，还会使纤维变脆、易断。
②硬水有苦涩味，长期饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱，出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
③锅炉用水硬度太大，会产生水垢，这会大大降低锅炉的导热能力，造成燃料的浪费。另外，当水垢爆裂脱落时，会造成炉壁局部受热不均，易引起锅炉爆炸。
离子交换法：
离子交换法是工业生产软化水的重要方法之一。离子交换法的原理:离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团(一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子)，当含钙、镁离子较高的硬水经过离子交换树脂时，离子交换树脂即可以释放出钠离子，其功能基团与钙、镁离子结合。这样水中的钙、镁离子含量下降，水的硬度降低，硬水即可被软化为软水。离子交换法的流程为：工作(即交换)、反洗、再生、清洗四个过程。
硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
水的硬度：
水的硬度常用一种规定的标准来衡量，这个标准是：把1L水里含10mgCaO（或相当于10mgCaO）称为1度。
硬水和软水的检验：
（1）用肥皂水来检验硬水和软水，把肥皂水滴在水里搅拌，产生泡沫多的是软水，产生泡沫少或不产生泡沫的是硬水
（2）用加热煮沸的方法检验硬水和软水。水加热煮沸时，有较多沉淀的是硬水，不产生沉淀或者产生沉淀较少的是软水。
硬水的软化：
就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。
硬水软化的方法：生活中常用煮沸法，工业上常用离子交换法和药剂软化法，实验室常用蒸馏法，蒸馏法是净化程度较高的水，蒸馏时应注意以下几点：
①蒸馏瓶中的液体不能超过其容积的2/3.
②加热时，应在烧瓶中放几粒沸石（或碎瓷片）。
③装置气密性良好
④水银温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近。
使用硬水造成的危害：
饮用水中含有微量的钙、镁成分，对人体健康是有益的。但是，水中含太多的钙、镁成分，对生活和生产都有危害。
①用硬水洗涤，不仅浪费肥皂，而且会在织物上积有肥皂跟钙、镁反应后生成的沉淀，不容易洗干净，还会使纤维变脆、易断。
②硬水有苦涩味，长期饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱，出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
③锅炉用水硬度太大，会产生水垢，这会大大降低锅炉的导热能力，造成燃料的浪费。另外，当水垢爆裂脱落时，会造成炉壁局部受热不均，易引起锅炉爆炸。
离子交换法：
离子交换法是工业生产软化水的重要方法之一。离子交换法的原理:离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团(一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子)，当含钙、镁离子较高的硬水经过离子交换树脂时，离子交换树脂即可以释放出钠离子，其功能基团与钙、镁离子结合。这样水中的钙、镁离子含量下降，水的硬度降低，硬水即可被软化为软水。离子交换法的流程为：工作(即交换)、反洗、再生、清洗四个过程。
定义：
清除水中不好的或不需要的杂质，使水达到纯净的程度。
四种净化水的方法，原理，作用：
| 净化水的方法 | 原理 | 作用 |
| 沉淀 | 食难溶性的杂质沉淀下来，并与水分层 | 使难溶性大颗粒沉降或加入明矾，形成的胶状物吸附杂质沉降 |
| 过滤 | 把液体与难溶于液体的固体物质分离 | 除去难溶性杂质 |
| 吸附 | 利用物质的吸附作用，吸附水中一些难溶性杂质，臭味和色素 | 除去难溶性杂质，部分可溶性杂质，臭味和色素 |
| 蒸馏 | 通过加热的方法使水变成水蒸气后冷凝成水 | 除去可溶性杂质，使硬水软化 |
水净化的方法：
吸附，沉淀，过滤，蒸馏，杀菌
吸附：常用明矾和活性炭，明矾溶于水后形成胶状物吸附水中的悬浮物，
活性炭不仅可以吸附水中的悬浮物，还可以吸附在水中有异味的物质和色素
沉淀：水中悬浮物别吸附后形成密度大的颗粒，从而使杂质沉淀
过滤：除去水中不溶性的杂质
蒸馏：除去可溶性杂质的方法
杀菌：常用杀毒剂：漂白粉，氯气以及新型消毒剂二氧化氯等
吸附、沉淀、过滤和蒸馏中单一操作净化程度较高的是蒸馏。综合运用时，按吸附→沉淀→过滤→蒸馏的顺序操作净化效果更好
加絮凝剂（明矾）与活性炭净水的比较：
| 净化水的方法 | 原理 | 能除去的杂质 |
| 明矾净水 | 明研溶于水后形成胶状物质，对杂质进行吸附，将微小颗粒吸附在一起形成大的固体颗粒而沉阵下来 | 不溶于水的微小固体颗粒 |
| 活性炭净水 | 利用内部疏松多孔的结构来吸附水中的微小颗粒和一些可溶于水的杂质 | 不溶于水的微小固体颗粒和部分能溶于水的杂质以及气味，颜色等 |
自来水厂净化水的过程图及步骤
1、净化过程图
2、自来水净化步骤
①从水库中取水。
②加絮凝剂(主要是明矾)，使悬浮的小颗粒状杂质被吸附凝聚。
③在反应沉淀池中沉降分离，使水澄清
④将沉淀池中流出的较澄清的水通入过滤池中，进一步除去不溶性杂质。
⑤再将水引人活性炭吸附池中，除去水中的臭味和残留的颗粒较小的不溶性杂质。
⑥细菌消毒（常用通入氯气的办法)。它是一个化学变化过程，因为除去病菌的过程.就是把病菌变成其他物质的过程。
⑦杀菌后的水就是洁净、可以饮用的自来水，通过配水泵供给用户，但水中仍然含有可以溶于水的一些杂质，所以还是混合物。
质量守恒定律的概念及对概念的理解:
(1)概念：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律。
(2)对概念的理解:
①质量守恒定律只适用于化学反应，不能用于物理变化例如，将2g水加热变成2g水蒸气，这一变化前后质量虽然相等，但这是物理变化，不能说它遵守质量守恒定律。
②质量守恒定律指的是“质量守恒”，不包括其他方面的守恒，如对反应物和生成物均是气体的反应来说，反应前后的总质量守恒，但是其体积却不一定守恒。
③质量守恒定律中的第一个“质量”二字，是指“参加”化学反应的反应物的质量，不是所有反应物质量的任意简单相加。
例如，2g氢气与8g氧气在点燃的条件下，并非生成10g水，而是1g氢气与8g氧气参加反应，生成9g水
④很多化学反应中有气体或沉淀生成，因此“生成的各物质质量总和”包括了固态、液态和气态三种状态的物质，不能把生成的特别是逸散到空气中的气态物质计算在“总质量”之外而误认为化学反应不遵循质量守恒定律
质量守恒定律的微观实质:
(1)化学反应的实质在化学反应过程中，参加反应的各物质(反应物) 的原子，重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：
(2)质量守恒的原因在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子本身的质量也没有改变，所以，反应前后的质量总和必然相等。例如，水通电分解生成氢气和氧气，从微观角度看：当水分子分解时，生成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。
质量守恒定律的延伸和拓展理解:
质量守恒定律要抓住“六个不变”，“两个一定变”“两个可能变”。
如从水电解的微观示意图能得出的信息：
①在化学反应中，分子可以分成原子，原子又重新组合成新的分子；
②一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，或一个氧分子由两个氧原子构成、一个氧分子由两个氢原子构成。或氢气、氧气是单质，水是化合物
③原子是化学变化中的最小粒子。
④水是由氢、氧两种元素组成的。
⑤在化学反应，氧元素的种类不变。
⑥在化学反应中，原子的种类、数目不变。
⑦参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
质量守恒定律的发现:
1. 早在300多年前，化学家们就对化学反应进行定量研究。1673年，英国化学家波义耳(RobertBoyle, 1627-1691)在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了。
2. 1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里锻烧，锡发生变化，生成白色的氧化锡，但容器和容器里物质的总质量，在锻烧前后并没有发生变化。经过反复实验，都得到同样的结果，于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。
3. 1774年，法国化学家拉瓦锡用精确的定量实验法，在密封容器中研究氧化汞的分解与合成中各物质质量之间的关系，得到的结论是:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
4. 后来.人们用先进的测址仪器做了大量精度极高的实验，确认拉瓦易的结论是正确的。从此，质量守恒定律被人们所认识。
质量守恒定律的应用:
(1)解释问题
①解释化学反应的本质—生成新物质，不能产生新元素(揭示伪科学的谎言问题)。
②解释化学反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物。
(2)确定反应物或生成物的质量
确定反应物或生成物的质量时首先要遵循参加反应的各种物质的质量总量等于生成的各种物质的质量总和；其次各种物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积之比。
(3)确定物质的元素组成
理解在化学反应前后，元素的种类不发生改变。可通过计算确定具体的元素质量。
(4)确定反应物或生成物的化学式
比较反应前后各种原子个数的多少，找出原子个数的差异。但不能忘记化学式前的化学计量数。
(5)确定某物质的相对分子质量(或相对原子质量)
运用质量守恒定律确定某物质的相对分子质量 (或相对原子质量)时，首先寻找两种已知质量的物质，再根据化学方程式中各物质间的质量成正比即可计算得出。注意观察物质化学式前面的化学计量数。
(6)确定化学反应的类型
判定反应的类型，首先根据质量守恒定律判断反应物、生成物的种类和质量(从数值上看，反应物质量减少，生成物质最增加)。如果是微观示意图，要对比观察减少的粒子和增加的粒子的种类和数目再进行判断。
(7)判断化学方程式是否正确
根据质量守恒定律判断化学方程式的对与否关键是看等号两边的原子总数是否相等，同时注意化学式书写是否有误。
(1)概念：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律。
(2)对概念的理解:
①质量守恒定律只适用于化学反应，不能用于物理变化例如，将2g水加热变成2g水蒸气，这一变化前后质量虽然相等，但这是物理变化，不能说它遵守质量守恒定律。
②质量守恒定律指的是“质量守恒”，不包括其他方面的守恒，如对反应物和生成物均是气体的反应来说，反应前后的总质量守恒，但是其体积却不一定守恒。
③质量守恒定律中的第一个“质量”二字，是指“参加”化学反应的反应物的质量，不是所有反应物质量的任意简单相加。
例如，2g氢气与8g氧气在点燃的条件下，并非生成10g水，而是1g氢气与8g氧气参加反应，生成9g水
④很多化学反应中有气体或沉淀生成，因此“生成的各物质质量总和”包括了固态、液态和气态三种状态的物质，不能把生成的特别是逸散到空气中的气态物质计算在“总质量”之外而误认为化学反应不遵循质量守恒定律
质量守恒定律的微观实质:
(1)化学反应的实质在化学反应过程中，参加反应的各物质(反应物) 的原子，重新组合而生成其他物质(生成物)的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：
(2)质量守恒的原因在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子本身的质量也没有改变，所以，反应前后的质量总和必然相等。例如，水通电分解生成氢气和氧气，从微观角度看：当水分子分解时，生成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。
质量守恒定律的延伸和拓展理解:
质量守恒定律要抓住“六个不变”，“两个一定变”“两个可能变”。
| 六个不变 | 宏观 | 反应前后的总质量不变 |
| 元素的种类不变 | ||
| 元素的质量不变 | ||
| 微观 | 原子的种类不变 | |
| 原子的数目不变 | ||
| 原子的质量不变 |
| 两个一定变 | 物质的种类一定变 |
| 构成物质的分子种类一定变 |
| 两个可能变 | 分子的总数可能变 |
| 元素的化合价可能变 |
如从水电解的微观示意图能得出的信息：
①在化学反应中，分子可以分成原子，原子又重新组合成新的分子；
②一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，或一个氧分子由两个氧原子构成、一个氧分子由两个氢原子构成。或氢气、氧气是单质，水是化合物
③原子是化学变化中的最小粒子。
④水是由氢、氧两种元素组成的。
⑤在化学反应，氧元素的种类不变。
⑥在化学反应中，原子的种类、数目不变。
⑦参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
质量守恒定律的发现:
1. 早在300多年前，化学家们就对化学反应进行定量研究。1673年，英国化学家波义耳(RobertBoyle, 1627-1691)在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了。
2. 1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里锻烧，锡发生变化，生成白色的氧化锡，但容器和容器里物质的总质量，在锻烧前后并没有发生变化。经过反复实验，都得到同样的结果，于是他认为在化学变化中物质的质量是守恒的。
3. 1774年，法国化学家拉瓦锡用精确的定量实验法，在密封容器中研究氧化汞的分解与合成中各物质质量之间的关系，得到的结论是:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
4. 后来.人们用先进的测址仪器做了大量精度极高的实验，确认拉瓦易的结论是正确的。从此，质量守恒定律被人们所认识。
质量守恒定律的应用:
(1)解释问题
①解释化学反应的本质—生成新物质，不能产生新元素(揭示伪科学的谎言问题)。
②解释化学反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物。
(2)确定反应物或生成物的质量
确定反应物或生成物的质量时首先要遵循参加反应的各种物质的质量总量等于生成的各种物质的质量总和；其次各种物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积之比。
(3)确定物质的元素组成
理解在化学反应前后，元素的种类不发生改变。可通过计算确定具体的元素质量。
(4)确定反应物或生成物的化学式
比较反应前后各种原子个数的多少，找出原子个数的差异。但不能忘记化学式前的化学计量数。
(5)确定某物质的相对分子质量(或相对原子质量)
运用质量守恒定律确定某物质的相对分子质量 (或相对原子质量)时，首先寻找两种已知质量的物质，再根据化学方程式中各物质间的质量成正比即可计算得出。注意观察物质化学式前面的化学计量数。
(6)确定化学反应的类型
判定反应的类型，首先根据质量守恒定律判断反应物、生成物的种类和质量(从数值上看，反应物质量减少，生成物质最增加)。如果是微观示意图，要对比观察减少的粒子和增加的粒子的种类和数目再进行判断。
(7)判断化学方程式是否正确
根据质量守恒定律判断化学方程式的对与否关键是看等号两边的原子总数是否相等，同时注意化学式书写是否有误。
概念：
用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子，叫做化学式。如可用O2，H2O，MgO分别表示氧气、水、氧化镁的化学式。
对概念的理解：
(1)混合物不能用化学式表示，只有纯净物才能用化学式表示。
(2)每一种纯净物只有一个化学式，但一个化学式有可能用来表示不同的物质。如氧气的化学式是O2，没有别的式子再能表示氧气；P既是红磷的化学式，也是白磷的化学式。
(3)纯净物的化学式不能臆造，化学式可通过以下途径确定：
①科学家通过进行精确的定量实验，测定纯净物中各元素的质量比，再经计算得出。
②已经确定存在的物质可根据化合价写出。
书写规则：
1.单质化学式的写法：
首先写出组成单质的元素符号，再在元素符号右下角用数字写出构成一个单质分子的原子个数。稀有气体是由原子直接构成的，通常就用元素符号来表示它们的化学式。金属单质和固态非金属单质的结构比较复杂，习惯上也用元素符号来表示它们的化学式。
2.化合物化学式的写法：
首先按正前负后的顺序写出组成化合物的所有元素符号，然后在每种元素符号的右下角用数字写出每个化合物分子中该元素的原子个数。一定顺序通常是指：氧元素与另一元素组成的化合物，一般要把氧元素符号写在右边；氢元素与另一元素组成的化合物，一般要把氢元素符号写在左边；金属元素、氢元素与非金属元素组成的化合物，一般要把非金属元素符号写在右边。直接由离子构成的化合物，其化学式常用其离子最简单整数比表示。
化学式的读法：
一般是从右向左叫做“某化某”，如“CuO”叫氧化铜。当一个分子中原子个数不止一个时，还要指出一个分子里元素的原子个数，如“P2O5”叫五氧化二磷。有带酸的原子团要读成“某酸某”如“CuSO4”叫硫酸铜，还有的要读“氢氧化某”，如“NaOH”叫氢氧化钠。“氢氧化某”是碱类物质，电离出来的负电荷只有氢氧根离子。
化学式的意义：
（1）由分子构成的物质
（2）由原子构成的物质(以Cu为例)
宏观：
表示该物质：铜
表示该物质由什么元素组成：铜由铜元素组成
微观：表示该物质的一个原子—一个铜原子。
②交叉法
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
46 32
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
化学式前和化学式中数字的含义：
①化学式前面的数字表示粒子(原子、分子)数目；
②离子符号前的数字表示离子的数目；
③化学式石一下角的数字表示该粒子中对应原子或原子团的数目；
④离子符号右上角的数字表示该离子所带电荷数。
用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子，叫做化学式。如可用O2，H2O，MgO分别表示氧气、水、氧化镁的化学式。
对概念的理解：
(1)混合物不能用化学式表示，只有纯净物才能用化学式表示。
(2)每一种纯净物只有一个化学式，但一个化学式有可能用来表示不同的物质。如氧气的化学式是O2，没有别的式子再能表示氧气；P既是红磷的化学式，也是白磷的化学式。
(3)纯净物的化学式不能臆造，化学式可通过以下途径确定：
①科学家通过进行精确的定量实验，测定纯净物中各元素的质量比，再经计算得出。
②已经确定存在的物质可根据化合价写出。
书写规则：
1.单质化学式的写法：
首先写出组成单质的元素符号，再在元素符号右下角用数字写出构成一个单质分子的原子个数。稀有气体是由原子直接构成的，通常就用元素符号来表示它们的化学式。金属单质和固态非金属单质的结构比较复杂，习惯上也用元素符号来表示它们的化学式。
2.化合物化学式的写法：
首先按正前负后的顺序写出组成化合物的所有元素符号，然后在每种元素符号的右下角用数字写出每个化合物分子中该元素的原子个数。一定顺序通常是指：氧元素与另一元素组成的化合物，一般要把氧元素符号写在右边；氢元素与另一元素组成的化合物，一般要把氢元素符号写在左边；金属元素、氢元素与非金属元素组成的化合物，一般要把非金属元素符号写在右边。直接由离子构成的化合物，其化学式常用其离子最简单整数比表示。
化学式的读法：
一般是从右向左叫做“某化某”，如“CuO”叫氧化铜。当一个分子中原子个数不止一个时，还要指出一个分子里元素的原子个数，如“P2O5”叫五氧化二磷。有带酸的原子团要读成“某酸某”如“CuSO4”叫硫酸铜，还有的要读“氢氧化某”，如“NaOH”叫氢氧化钠。“氢氧化某”是碱类物质，电离出来的负电荷只有氢氧根离子。
化学式的意义：
（1）由分子构成的物质
| 化学式的含义 | 以H2O为例 | ||
| 质的含义 | 宏观 | ①表示一种物质 ②表示物质的元素组成 |
①表示水 ②表示水是由氢、氧两种元素组成的 |
| 微观 | ①表示物质的一个分子 ②表示组成物质每个分子的原子种类和数目 ③表示物质的一个分子中的原子总数 |
①表示一个水分子 ②表示一个水分子是由两个氧原子和一个氧原子构成的 ③表示一个水分子中含有三个原子 | |
| 量的含义 | ①表示物质的相对分子质量 ②表示组成物质的各元素的质量比 ③表示物质中各元素的质量分数 |
①H2O的相对分子质R =18 ②H2O中氢元素和氧元素质量比为1:8 ③H2O中氢元素的质量分数=  100%=11.1% | |
（2）由原子构成的物质(以Cu为例)
宏观：
表示该物质：铜
表示该物质由什么元素组成：铜由铜元素组成
微观：表示该物质的一个原子—一个铜原子。
化学式和化合价的关系：
（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。 |
| 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 Al SO4 |
钙 氧 Ca O |
| 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
46 32
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
化学式前和化学式中数字的含义：
①化学式前面的数字表示粒子(原子、分子)数目；
②离子符号前的数字表示离子的数目；
③化学式石一下角的数字表示该粒子中对应原子或原子团的数目；
④离子符号右上角的数字表示该离子所带电荷数。
求化合价：
化合价是元素的一种性质，它只有在元素彼此化合时才表现出来。在化合物中正、负化合价代数和等于零，这是求化合价的准则。
几种求法：
一、由化学式或根式
1．求AmBn化合物中A元素化合价的公式： （B元素的化合价×B的原子个数）/A的原子个数
2．求多元化合物中未知化合价的元素的化合价公式： （已知化合价诸元素价数的代数和）/未知化合价的元素的原子个数
3．根据正、负电荷数判断元素（或原子团）的化合价。 在根式中，正、负化合价总价数的代数和等于根式所带的正、负电荷数。
二、由元素质量比
1．（A元素的相对原子质量×B元素的化合价）/（B元素的相对原子质量×元素的化合价）=A元素的质量比值/B元素的质量比值
2．A元素的质量比值（或百分组成）×A的化合价/A的相对原子质量=B元素的质量比值（或百分比组成）×B的化合价/B相对原子质量
三、由质量比
（B的化合价×A的相对原子质量比值）/（A的化合价×B的相对原子质量比值）=A元素的质量比值/B元素的质量比值
正负代化合价数和为零：
【例1】试确定化合物K2MnO4中Mn元素的化合价。 解析：设化合物中Mn元素化合价为+x价，依化合物中各元素化合价正负代数和为零的原则有2×（+1）+1×（+x）+4×（-2）=0解之得x=6 故K2MnO4中Mn元素化合价为+6价。
电子层结构法
【例2】元素X的原子最外层上有1个电子，元素Y的原子最外层上有6个电子，则X、Y两元素可形成的化合物的化学式为[] A．XYB．X2YC．XY2D．X3Y 解析：本题的关键可以说是首先得确定在形成化合物时，X、Y两元素所表现的化合价。因X最外层上只有1个电子，最高正价为+1价，Y最外层6个电子，离8电子稳定结构尚差2个，故最低负价为-2价，则X、Y所形成化合物分子式为X2Y，应选B。
质量分数法
【例3】某元素的相对原子质量为59，在其氧化物中该元素的质量分数为71%，则它的化合价为[] A．+1B．+2C．+3D．+4 解析：设该元素的氧化物化学式为RxOy 依题意有59x/(59x+16y)*100%=71% 解得x/y=2:3 故化学式为R2O3，R化合价为+3价，选C。
质量守恒定律法
【例4】某金属氧化物与足量的盐酸反应，生成的氯化物与水的分子数之比为2∶3，则该金属的化合价是[] A．+1B．+2C．+3D．+4
解析：设生成的氯化物化学式为RClx，依题意有分子数之比RClx∶H2O=2∶3根据质量守恒定律可知，反应前后各元素的原子种类和数目不变，生成物中H、Cl的原子个数比也应为1：1，故x值为3，则R的化合价为+3价，选C。
相对分子质量法
【例5】某金属元素的氧化物相对分子质量为M，同价态的氯化物相对分子质量为N，则该元素的化合价数值为[]
解析：设该元素化合价为+x价，相对原子质量为MR
(1)如x为奇数时，氧化物化学式为R2Ox，氯化物化学式为RClx，据题意有
2MR+16x=M(1)
MR+35.5x=N(2)
（2）*2－（1）得x的值为x=+(2N-M)/55
(2)x为偶数时，氧化物化学式为Rox/2氯化物化学式为RClx，据题意有 MR+35.5x=N(4) x=+(N-M)/27.5
质量关系法
【例6】相对原子质量为M的金属单质ag与足量的稀硫酸反应，产生bg氢气，则反应中该金属元素的化合价为[]
解析：设金属在反应中化合价为+x价，则金属单质与生成H2有如下关系：
2R～xH2
2M 2x
a b
故应选B。
相关因素讨论法
【例7】某元素M原子最外层电子数少于5，其氧化物化学式为MxOy，氯化物化学式MClz当y∶z=1∶2时，M的化合价可能是[]
A．+1B．+2C．+3D．+4
解析：M的化合价在数值上等于z的值
如y=1z=2（合理） y=2z=4（合理） y=3z=6（与最外层电子数少于5不符） 故应选B、D。
化合价是元素的一种性质，它只有在元素彼此化合时才表现出来。在化合物中正、负化合价代数和等于零，这是求化合价的准则。
几种求法：
一、由化学式或根式
1．求AmBn化合物中A元素化合价的公式： （B元素的化合价×B的原子个数）/A的原子个数
2．求多元化合物中未知化合价的元素的化合价公式： （已知化合价诸元素价数的代数和）/未知化合价的元素的原子个数
3．根据正、负电荷数判断元素（或原子团）的化合价。 在根式中，正、负化合价总价数的代数和等于根式所带的正、负电荷数。
二、由元素质量比
1．（A元素的相对原子质量×B元素的化合价）/（B元素的相对原子质量×元素的化合价）=A元素的质量比值/B元素的质量比值
2．A元素的质量比值（或百分组成）×A的化合价/A的相对原子质量=B元素的质量比值（或百分比组成）×B的化合价/B相对原子质量
三、由质量比
（B的化合价×A的相对原子质量比值）/（A的化合价×B的相对原子质量比值）=A元素的质量比值/B元素的质量比值
正负代化合价数和为零：
【例1】试确定化合物K2MnO4中Mn元素的化合价。 解析：设化合物中Mn元素化合价为+x价，依化合物中各元素化合价正负代数和为零的原则有2×（+1）+1×（+x）+4×（-2）=0解之得x=6 故K2MnO4中Mn元素化合价为+6价。
电子层结构法
【例2】元素X的原子最外层上有1个电子，元素Y的原子最外层上有6个电子，则X、Y两元素可形成的化合物的化学式为[] A．XYB．X2YC．XY2D．X3Y 解析：本题的关键可以说是首先得确定在形成化合物时，X、Y两元素所表现的化合价。因X最外层上只有1个电子，最高正价为+1价，Y最外层6个电子，离8电子稳定结构尚差2个，故最低负价为-2价，则X、Y所形成化合物分子式为X2Y，应选B。
质量分数法
【例3】某元素的相对原子质量为59，在其氧化物中该元素的质量分数为71%，则它的化合价为[] A．+1B．+2C．+3D．+4 解析：设该元素的氧化物化学式为RxOy 依题意有59x/(59x+16y)*100%=71% 解得x/y=2:3 故化学式为R2O3，R化合价为+3价，选C。
质量守恒定律法
【例4】某金属氧化物与足量的盐酸反应，生成的氯化物与水的分子数之比为2∶3，则该金属的化合价是[] A．+1B．+2C．+3D．+4
解析：设生成的氯化物化学式为RClx，依题意有分子数之比RClx∶H2O=2∶3根据质量守恒定律可知，反应前后各元素的原子种类和数目不变，生成物中H、Cl的原子个数比也应为1：1，故x值为3，则R的化合价为+3价，选C。
相对分子质量法
【例5】某金属元素的氧化物相对分子质量为M，同价态的氯化物相对分子质量为N，则该元素的化合价数值为[]
解析：设该元素化合价为+x价，相对原子质量为MR
(1)如x为奇数时，氧化物化学式为R2Ox，氯化物化学式为RClx，据题意有
2MR+16x=M(1)
MR+35.5x=N(2)
（2）*2－（1）得x的值为x=+(2N-M)/55
(2)x为偶数时，氧化物化学式为Rox/2氯化物化学式为RClx，据题意有 MR+35.5x=N(4) x=+(N-M)/27.5
质量关系法
【例6】相对原子质量为M的金属单质ag与足量的稀硫酸反应，产生bg氢气，则反应中该金属元素的化合价为[]
解析：设金属在反应中化合价为+x价，则金属单质与生成H2有如下关系：
2R～xH2
2M 2x
a b
故应选B。
相关因素讨论法
【例7】某元素M原子最外层电子数少于5，其氧化物化学式为MxOy，氯化物化学式MClz当y∶z=1∶2时，M的化合价可能是[]
A．+1B．+2C．+3D．+4
解析：M的化合价在数值上等于z的值
如y=1z=2（合理） y=2z=4（合理） y=3z=6（与最外层电子数少于5不符） 故应选B、D。
概述：
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳的存在形式：
碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。
碳的化学性质：
1.稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应
2.可燃性：
氧气充足的条件下：C+O2
CO2
氧气不充分的条件下：2C+O2
2CO
3.还原性：
木炭还原氧化铜：C+2CuO
2Cu+CO2↑
焦炭还原氧化铁：3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑
焦炭还原四氧化三铁：2C+Fe3O4
3Fe+2CO2↑
木炭与二氧化碳的反应：C+CO2
CO
碳”与“炭”的区别：
“碳”是一种核电荷数为6的非金属元素，而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时，用“碳”表示，如碳单质、二氧化碳、碳酸等；在说明含石墨的无定形碳时，用“炭”表示，如木炭、焦炭等。
碳燃烧生成物的判断：
氧气量充足时，碳充分燃烧：C+O2
CO2
氧气量不充足时，碳不充分燃烧：2C+O2
2CO
mg碳与ng氧气反应：
①
时，生成物只有CO，且O2有剩余；
②
时，恰好完全反应生成CO2；
③
时，生成物既有CO2，也有CO；
④
时，恰好完全反应生成CO；
⑤
时，生成物只有CO，且C有剩余。
碳单质及其化合物间的转化：
（1）C+2CuO
2Cu+CO2↑
（2）C+O2
CO2
（3）3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑
（4）2C+O22CO
（5）CO2 + H2O===H2CO3
（6）H2CO3==CO2 + H2O
（7）2CO + O2
2CO2
（8）C+CO2
2CO
（9）3CO + Fe2O3
2Fe + 3CO2
（10）CO+ 2CuO
2Cu + CO2
（11）Ca(OH)2 + CO2====CaCO3↓+ H2O
（12）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
（13）CaCO3
CaO+CO2
（14）CaO+H2O==Ca（OH）2
（15）C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
（16）CH4+O2
CO2+2H2O
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳的存在形式：
碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。
碳的化学性质：
1.稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应
2.可燃性：
氧气充足的条件下：C+O2
CO2 氧气不充分的条件下：2C+O2
2CO 3.还原性：
木炭还原氧化铜：C+2CuO
2Cu+CO2↑ 焦炭还原氧化铁：3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑ 焦炭还原四氧化三铁：2C+Fe3O4
3Fe+2CO2↑ 木炭与二氧化碳的反应：C+CO2
CO 碳”与“炭”的区别：
“碳”是一种核电荷数为6的非金属元素，而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时，用“碳”表示，如碳单质、二氧化碳、碳酸等；在说明含石墨的无定形碳时，用“炭”表示，如木炭、焦炭等。
碳燃烧生成物的判断：
氧气量充足时，碳充分燃烧：C+O2
CO2 氧气量不充足时，碳不充分燃烧：2C+O2
2CO mg碳与ng氧气反应：
①
时，生成物只有CO，且O2有剩余；②
时，恰好完全反应生成CO2； ③
时，生成物既有CO2，也有CO；④
时，恰好完全反应生成CO； ⑤
时，生成物只有CO，且C有剩余。 碳单质及其化合物间的转化：
（1）C+2CuO
2Cu+CO2↑ （2）C+O2
CO2（3）3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑ （4）2C+O2
2CO （5）CO2 + H2O===H2CO3
（6）H2CO3==CO2 + H2O
（7）2CO + O2
2CO2 （8）C+CO2
2CO（9）3CO + Fe2O3
2Fe + 3CO2 （10）CO+ 2CuO
2Cu + CO2 （11）Ca(OH)2 + CO2====CaCO3↓+ H2O
（12）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
（13）CaCO3
CaO+CO2 （14）CaO+H2O==Ca（OH）2
（15）C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O（16）CH4+O2
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