Question

（16分）2010年春，发生在滇、黔、桂、渝、川等省的严重旱情牵动了全国人民的心。水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应有很多。
（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）在由水电离产生的c（H⁺）＝1×10^-14 mol·L^-1的溶液中，①NH₄⁺、Al³⁺、Br^-、SO₄^2-
② Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-③K⁺、Ba²⁺、Cl^-、NO₃^-  ④K⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄^2-四组离子中，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，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．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO

B．2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

C．CaH2＋2H2O＝Ca（OH）2＋2H2↑

D．3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2

（4）“神舟七号”飞船上的能量主要来自于太阳能和燃料电池，H₂、O₂和KOH的水溶液可形成氢氧燃料电池，负极的电极反应为                            ，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，当得到1．8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为         。
（5）右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。

Answer 1

（16分）（1）  （1分）（2）③；①②   （3）CD；AB  
（4）2H₂+4OH^-－4e^-＝4H₂O  电子数1．204×10²⁶（1分）
（5）①2×10^-4mol·L ^-1    ②1×10^-4mol

试题分析：（1）水分子自身作用会生成阴、阳两种离子，电离方程式是H₂O＋H₂OH₃O^＋＋OH^－，所以阳离子的电子式是。
（2）由水电离产生的c（H⁺）＝1×10^-14 mol·L^-1的溶液中，水的电离是被抑制的，溶液可能显酸性，也可能显碱性。如果显酸性HCO₃^-不能大量共存；如果显碱性，Al³⁺、Mg²⁺、HCO₃^-不能大量共存。所以一定可以大量共存的是③，可能大量共存的是①②。
（3）在氧化还原反应中物质所含元素化合价升高的是还原剂，物质所含元素化合价降低的是氧化剂，所以水仅做氧化剂的是CD，水既不做氧化剂又不做还原剂的是AB。
（4）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，所以氢气在负极通入。由于电解质溶液显碱性，因此在氢氧燃料电池中负极的电极反应式为2H₂+4OH^-－4e^-＝4H₂O。1.8L水的物质的量是1800g÷18g/mol＝100mol，所以转移100mol×2＝200mol电子，其个数是1.204×10²⁶。
（5）①镁离子的最大值是4.8mg/L，所以其浓度就是0.0048÷24＝2×10^-4mol·L ^-1。
②根据标签可知，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0.0192g/L×0.5L÷96g/mol＝1×10^-4mol。
点评：在氧化还原反应的有关判断中，关键是准确标出有关元素的化合价变化，然后根据有关知识灵活运用即可。