题目内容

水是组成生命体的重要化学物质,有关水的反应又很多.
(1)水分子自身作用会生成阴、阳两种离子,其中阳离子的电子式是
 

(2)室温时,在由水电离产生的c(H+)=1×10-14mol?L-1的溶液中
①NH4+、Al3+、Br-、SO42-
②Na+、Mg2+、Cl-、NO3-
③K+、Ba2+、Cl-、NO3-
④K+、Na+、HCO3-、SO42-
四组离子中,一定可以大量共存的是
 
(填序号,下同),可能大量共存的是
 

(3)在下列反应中属于氧化还原反应,水仅做氧化剂的是
 
(填字母,下同),水既不做氧化剂又不做还原剂的是
 
.
A.CaO+H2O═Ca(OH)2
B.2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
C.2F2+2H2O═4HF+O2
D.3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
(4)已知铅蓄电池的反应为Pb+PbO2+2H2SO4?充电放电 2PbSO4+2H2O,①下列分析错误的是
 
.
A.铅蓄电池是最常用的可充电电池,在充电时,电池的正极应接直流电源的正极
B.铅蓄电池在放电时,电解液的酸性减弱
C.铅蓄电池在放电时,PbO2作为负极,不断转化为PbSO4
D.铅蓄电池在充电时,PbO2是氧化产物
②用该铅蓄电池电解1.8mL水,电池内转移的电子数约为
 
,消耗
 
 mol硫酸.
(5)如图是某品牌饮用矿泉水标签的部分内容.请认真阅读标签内容后计算.
①该矿泉水中镁离子的物质的量浓度的最大值是
 
;
②一瓶合格的这种矿泉水中硫酸根离子的物质的量不能超过
 
mol.
考点:离子共存问题,氧化还原反应,常见化学电源的种类及其工作原理
专题:物质的性质和变化专题,氧化还原反应专题,电化学专题
分析:(1)两个水分子自身作用会生成阴、阳两种离子,阳离子为H3O+;
(2)由水电离产生的c(H+)=1×10-14mol?L-1的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈碱性,也可能呈酸性,结合离子的性质判断;
(3)水仅做氧化剂,则水中H元素的化合价降低;水既不做氧化剂又不做还原剂,则水中H、O元素的化合价均不变化;
(4)①放电时,Pb为负极、PbO2为正极,负极反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4,正极电极方程式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4,充电时,阳极、阴极反应式与正极、负极反应式相反;
②结合电子守恒及电池反应计算;
(5)①由信息可知镁离子的浓度最大为4.8mg/L;
②酸根离子的浓度最大为19.2mg/L.
解答: 解:(1)两个水分子自身作用会生成阴、阳两种离子,阳离子为H3O+,其电子式为,故答案为:;
(2)由水电离产生的c(H+)=1×10-14mol?L-1的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈碱性,也可能呈酸性,
①酸性条件下不发生任何反应,可大量共存,但碱性条件下NH4+、Al3+不能大量共存;
②酸性条件下不发生任何反应,可大量共存,但碱性条件下Mg2+不能大量共存;
③溶液无论呈酸性还是碱性,离子之间都不发生任何反应,可大量共存;
④溶液无论呈酸性还是碱性,HCO3-离子都不能大量存在.
故答案为:③;①②;
(3)A.CaO+H2O═Ca(OH)2中,没有元素的化合价变化,不发生氧化还原反应;
B.2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑中,只有过氧化钠中O元素的化合价变化,水既不是氧化剂也不是还原剂;
C.2F2+2H2O═4HF+O2中,水中O元素的化合价升高,则水为还原剂;
D.3Fe+4H2O(g)
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2中,水中H元素的化合价降低,则水为氧化剂,
故答案为:D;B; 
(4)①A.充电时,电池的正极要恢复原状,需要失电子发生氧化反应,应该作电解池阳极,所以与直流电源正极相连,故A正确;
B.铅蓄电池放电时,电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,稀硫酸参加反应导致氢离子浓度降低,则溶液酸性减弱,故B正确;
C.放电时,PbO2作为正极,发生反应PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4,不断转化为PbSO4,故C错误;
D.铅蓄电池在充电时,阳极反应式为2H2O+PbSO4+2e-=PbO2+4H++SO42-,PbO2是氧化产物,故D正确;
故答案为:C;
 ②电解1.8mL水,水的物质的量为
1.8mL×1g/mL
18g/mol
=0.1mol,由2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2↑可知,转移电子为0.2NA,由电子守恒可知电池内转移的电子数约为0.2NA,由电池反应可知,转移2mol电子消耗2mol硫酸,则转移0.2mol电子时消耗硫酸为0.2mol,故答案为:0.2NA;0.2;
(5)①由信息可知镁离子的浓度最大为4.8mg/L,物质的量浓度为
4.8×10-3
24
mol
1L
=2×10-4mol?L-1,故答案为:2×10-4mol?L-1;
②酸根离子的浓度最大为19.2mg/L,则500mL时硫酸根离子为0.5L×19.2mg/L=9.6mg,其物质的量为
9.6×10-3g
96g/mol
=1×10-4mol,故答案为:1×10-4.
点评:本题考查较综合,涉及离子的共存、氧化还原反应及原电池等,为高频考点,把握化学反应原理的应用为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,综合性较强,题目难度不大.
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