巧用化合價提高高中化學(xué)解題效率探析

化學(xué)學(xué)科注重考查同學(xué)們的知識遷移和應(yīng)用能力，需要同學(xué)們掌握全面的化學(xué)知識，并具有清晰的解題思路。與化合價相關(guān)的問題貫穿整個化學(xué)的內(nèi)容，既包括了同學(xué)們認為比較困難的氧化還原反應(yīng)問題，也包含了外層電子結(jié)構(gòu)與成鍵能力等。下面就重點介紹如何從不同的角度思考和解決與化合價相關(guān)的問題。

一、化合價在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用

物質(zhì)組成元素價態(tài)的變化在氧化還原反應(yīng)中十分常見，氧化還原反應(yīng)的特點在于物質(zhì)中某種元素價態(tài)的變化。想要學(xué)好氧化還原反應(yīng)，首先應(yīng)該具備對元素價態(tài)變化的觀察能力。

例如，制取氯氣是一個較為復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，已知反應(yīng)KMn04+HCI（濃）==C12↑+H20+MnC12 +KCI，請同學(xué)們用自己擅長的方式配平。

對于元素價態(tài)變化掌握不熟悉的學(xué)生來講，配平這個方程式存在著較大的難度，因為在這個反應(yīng)中，一部分的氯原子變?yōu)?價，而另一部分的氯原子還保持著 -1。面對這樣較為復(fù)雜的方程式，雖然氯原子的配平有一定的難度，但是通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)錳原子由原來的+7價降到了+2價，化合價降低5，而氯原子一部分升、一部分保持不變，我們可以從氯氣著手分析，由氯離子變?yōu)槁葰?，化合價從 -1價升高到0，又因為氯氣中存在著兩個氯原子，所以在氯氣上標降2之后，尋找標記的兩個數(shù)的最小公倍數(shù)，即為10，在高錳酸鉀前標注2，在氯氣前標注5。之后按照原子守恒的原則配平方程式，得到2KMn04+16HCI（濃）=5C12↑+8H2O+2MnCI2 +2KCI。這樣，先找到發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)，找到變價元素，確定單一變量;再在變量中標注出數(shù)量的多少，并尋找最小公倍數(shù)，就不難利用原子守恒配平其他物質(zhì)了。

二、如何運用化合價確定元素種類

化合價除了在氧化還原反應(yīng)中有著廣泛的應(yīng)用，在確定元素種類中也有著不同的考查形式。

例如，在1-18號元素中，X元素原子的最外層只有一個電子，Y元素原子的第三層有6個電子，Z元素原子的第二層也有6個電子，三種元素組成的化合物中，只有Z元素的化合價為負數(shù)，請寫出該化合物的化學(xué)式。

這個題目考查了元素價態(tài)的變化，以及各原子怎樣形成一種物質(zhì)。首先，思考元素的外層電子結(jié)構(gòu)，我們所背誦的1～18號元素的原子順序表為最內(nèi)層電子數(shù)為2，其次是8，再外層還是8。之后按照縱向的順序思考不同主族的最外層電子數(shù)，還應(yīng)該對一些特殊的原子有著深刻的認識，比如氧原子只有2個電子層，最外層電子數(shù)為6，那么氧、硫、錫的最外層電子數(shù)也是6。其次，思考Z元素原子的第二層有6個電子，說明第二層沒有排滿電子。所以Z元素是氧，氧在化合物中大多是以 2價的形式存在，這樣就可以判斷X是氫原子。然后，Y元素原子的第三層也是6個電子，說明與氧是同一主族的元素，又因為是前18號元素，所以Y是硫。根據(jù)分析可知該物質(zhì)可以是硫酸H2S04，也可以是亞硫酸H2 S03。最后，按照X、Y、Z的組成形式寫出結(jié)果即可。

三、如何運用化合價配平方程式

化學(xué)方程式的配平不僅是要配反應(yīng)物和生成物前面的化學(xué)計量數(shù)，有些題目還會要求補充反應(yīng)的物質(zhì)。

例如，某純凈物X在空氣中完全燃燒，得出反應(yīng)X（ ）+3（ ）02 =2C02（ ）+3（ ）H20，請判斷X的化學(xué)式。

分析本題，需要清楚在氧氣中燃燒出現(xiàn)了元素價態(tài)的變化，根據(jù)元素價態(tài)的變化和已知的方程式，結(jié)合質(zhì)量守恒原理，最終得出X的化學(xué)式。

總之，要想順利解答化合價相關(guān)的問題，就要通過練習(xí)總結(jié)出規(guī)律，上述三種不同的解題方式，希望對同學(xué)們的學(xué)習(xí)能有所幫助。

作者單位：江蘇省徐州市第三中學(xué)