Question

水是組成生命體的重要化學(xué)物質(zhì)，有關(guān)水的反應(yīng)又很多．
（1）水分子自身作用會(huì)生成陰、陽(yáng)兩種離子，其中陽(yáng)離子的電子式是

 

（2）室溫時(shí)，在由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=1×10^-14mol?L^-1的溶液中
①NH₄⁺、Al³⁺、Br^-、SO₄^2-
②Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-
③K⁺、Ba²⁺、Cl^-、NO₃^-
④K⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄^2-
四組離子中，一定可以大量共存的是

 

（填序號(hào)，下同），可能大量共存的是

 

（3）在下列反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)，水僅做氧化劑的是

 

（填字母，下同），水既不做氧化劑又不做還原劑的是

 

．
A．CaO+H₂O═Ca（OH）₂
B．2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑
C．2F₂+2H₂O═4HF+O₂
D．3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂
（4）已知鉛蓄電池的反應(yīng)為Pb+PbO₂+2H₂SO₄?_充電^放電 2PbSO₄+2H₂O，①下列分析錯(cuò)誤的是

 

．
A．鉛蓄電池是最常用的可充電電池，在充電時(shí)，電池的正極應(yīng)接直流電源的正極
B．鉛蓄電池在放電時(shí)，電解液的酸性減弱
C．鉛蓄電池在放電時(shí)，PbO₂作為負(fù)極，不斷轉(zhuǎn)化為PbSO₄
D．鉛蓄電池在充電時(shí)，PbO₂是氧化產(chǎn)物
②用該鉛蓄電池電解1.8mL水，電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為

 

，消耗

 

 mol硫酸．
（5）如圖是某品牌飲用礦泉水標(biāo)簽的部分內(nèi)容．請(qǐng)認(rèn)真閱讀標(biāo)簽內(nèi)容后計(jì)算．
①該礦泉水中鎂離子的物質(zhì)的量濃度的最大值是

 

；
②一瓶合格的這種礦泉水中硫酸根離子的物質(zhì)的量不能超過(guò)

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：離子共存問(wèn)題,氧化還原反應(yīng),常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理

專(zhuān)題：物質(zhì)的性質(zhì)和變化專(zhuān)題,氧化還原反應(yīng)專(zhuān)題,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）兩個(gè)水分子自身作用會(huì)生成陰、陽(yáng)兩種離子，陽(yáng)離子為H₃O⁺；
（2）由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=1×10^-14mol?L^-1的溶液，水的電離受到抑制，溶液可能呈堿性，也可能呈酸性，結(jié)合離子的性質(zhì)判斷；
（3）水僅做氧化劑，則水中H元素的化合價(jià)降低；水既不做氧化劑又不做還原劑，則水中H、O元素的化合價(jià)均不變化；
（4）①放電時(shí)，Pb為負(fù)極、PbO₂為正極，負(fù)極反應(yīng)式為Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，正極電極方程式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，充電時(shí)，陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式與正極、負(fù)極反應(yīng)式相反；
②結(jié)合電子守恒及電池反應(yīng)計(jì)算；
（5）①由信息可知鎂離子的濃度最大為4.8mg/L；
②酸根離子的濃度最大為19.2mg/L．

解答： 解：（1）兩個(gè)水分子自身作用會(huì)生成陰、陽(yáng)兩種離子，陽(yáng)離子為H₃O⁺，其電子式為，故答案為：；
（2）由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=1×10^-14mol?L^-1的溶液，水的電離受到抑制，溶液可能呈堿性，也可能呈酸性，
①酸性條件下不發(fā)生任何反應(yīng)，可大量共存，但堿性條件下NH₄⁺、Al³⁺不能大量共存；
②酸性條件下不發(fā)生任何反應(yīng)，可大量共存，但堿性條件下Mg²⁺不能大量共存；
③溶液無(wú)論呈酸性還是堿性，離子之間都不發(fā)生任何反應(yīng)，可大量共存；
④溶液無(wú)論呈酸性還是堿性，HCO₃^-離子都不能大量存在．
故答案為：③；①②；
（3）A．CaO+H₂O═Ca（OH）₂中，沒(méi)有元素的化合價(jià)變化，不發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
B．2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑中，只有過(guò)氧化鈉中O元素的化合價(jià)變化，水既不是氧化劑也不是還原劑；
C．2F₂+2H₂O═4HF+O₂中，水中O元素的化合價(jià)升高，則水為還原劑；
D．3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂中，水中H元素的化合價(jià)降低，則水為氧化劑，
故答案為：D；B； 
（4）①A．充電時(shí)，電池的正極要恢復(fù)原狀，需要失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)該作電解池陽(yáng)極，所以與直流電源正極相連，故A正確；
B．鉛蓄電池放電時(shí)，電池反應(yīng)式為Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，稀硫酸參加反應(yīng)導(dǎo)致氫離子濃度降低，則溶液酸性減弱，故B正確；
C．放電時(shí)，PbO₂作為正極，發(fā)生反應(yīng)PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，不斷轉(zhuǎn)化為PbSO₄，故C錯(cuò)誤；
D．鉛蓄電池在充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)式為2H₂O+PbSO₄+2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-，PbO₂是氧化產(chǎn)物，故D正確；
故答案為：C；
 ②電解1.8mL水，水的物質(zhì)的量為

1.8mL×1g/mL

18g/mol

=0.1mol，由2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑可知，轉(zhuǎn)移電子為0.2N_A，由電子守恒可知電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為0.2N_A，由電池反應(yīng)可知，轉(zhuǎn)移2mol電子消耗2mol硫酸，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)消耗硫酸為0.2mol，故答案為：0.2N_A；0.2；
（5）①由信息可知鎂離子的濃度最大為4.8mg/L，物質(zhì)的量濃度為

4.8×10-3 24 mol

1L

=2×10^-4mol?L^-1，故答案為：2×10^-4mol?L^-1；
②酸根離子的濃度最大為19.2mg/L，則500mL時(shí)硫酸根離子為0.5L×19.2mg/L=9.6mg，其物質(zhì)的量為

9.6×10-3g

96g/mol

=1×10^-4mol，故答案為：1×10^-4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及離子的共存、氧化還原反應(yīng)及原電池等，為高頻考點(diǎn)，把握化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．