Question

7．2012年夏，發(fā)生在多地的暴雨共造成億萬(wàn)人受災(zāi)．水是組成生命體的重要化學(xué)物質(zhì)，也是一種重要的溶劑，同時(shí)也是參與化學(xué)反應(yīng)的重要試劑．怎樣利用水為百姓造福將是今后研究的重要課題．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）水分子自身作用會(huì)生成陰、陽(yáng)兩種離子，用離子方程式表示H₂O?H⁺+OH^-．
（2）隨著人類對(duì)水的研究的不斷深入，水的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，研究人員最近發(fā)現(xiàn)，在一定的條件下，給水施加一個(gè)弱電場(chǎng)，在常溫、常壓下，水可以結(jié)成冰，稱為“熱冰”．“熱冰”有許多實(shí)用價(jià)值，如開(kāi)發(fā)新藥、用于納米打印機(jī)等，還可能用于CD（填寫(xiě)序號(hào)）
A．代替干冰   B．防止冰川融化   C．在室溫下制作冰雕   D．建室溫溜冰場(chǎng)
（3）在由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=1×10^-14mol•L^-1的溶液中，
①NH₄⁺、CO₃^2-、Br^-、SO₄^2-
②Na⁺、K⁺、ClO^-、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③（填序號(hào)，下同），可能大量共存的是②．
（4）A、B、C是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的三種有色物質(zhì)（其組成的元素均屬短周期元素），摩爾質(zhì)量依次增大，它們均能與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但水既不是氧化劑也不是還原劑，請(qǐng)寫(xiě)出A、B、C與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：
A+H₂O3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
B+H₂OCl₂+H₂O=HCl+HClO；
C+H₂O2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（5）如圖是某飲用礦物質(zhì)水標(biāo)簽的部分內(nèi)容．請(qǐng)認(rèn)真閱讀標(biāo)簽內(nèi)容后回答下列問(wèn)題．
①該礦物質(zhì)水中鎂離子的物質(zhì)的量濃度的最大值是2.0×10^-4mol/L；
②一瓶合格的這種礦物質(zhì)水中硫酸根離子的物質(zhì)的量不能超過(guò)1×10^-4mol．

Answer 1

分析 （1）水是弱電解質(zhì)，發(fā)生部分電離生成氫離子和氫氧根離子；
（2）根據(jù)題中信息可知“熱冰”主要是在常溫常壓下結(jié)成冰的特性進(jìn)行分析；
（3）在由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=1×10^-14mol•L^-1的溶液中，溶液可能呈酸性或堿性，離子之間不反應(yīng)且和氫離子或氫氧根離子不反應(yīng)能大量共存；
（4）中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)由短周期元素組成的有色物質(zhì)，且它們均能與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)但水既不是氧化劑也不是還原劑的是有Cl₂、NO₂、Na₂O₂，摩爾質(zhì)量依次增大，則可知A為NO₂，B為Cl₂，C為Na₂O₂；
（5）根據(jù)n=$\frac{M}{m}$計(jì)算溶質(zhì)的物質(zhì)的量，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）水是弱電解質(zhì)，發(fā)生部分電離生成氫離子和氫氧根離子，電離方程式為H₂O?H⁺+OH^-，故答案為：H₂O?H⁺+OH^-；
（2）A．干冰是二氧化碳，熱冰是水，不能代替，故A錯(cuò)誤；
B．南極溫度很低，不會(huì)形成熱冰，則不能防止冰川融化，故B錯(cuò)誤；
C．在常溫下為固體，可用來(lái)在室溫下制作冰雕，故C正確；
D．制室溫溜冰場(chǎng)，也符合熱冰的特性，故D正確；
故答案為：CD；
（3）①NH₄⁺能和堿反應(yīng)、CO₃^2-能和氫離子反應(yīng)，所以不能大量共存；
②H⁺、ClO^-生成弱電解質(zhì)，所以不能大量共存，但堿性條件下能大量共存；
③K⁺、Ba²⁺、Cl^-、NO₃ ^- 之間不反應(yīng)，所以能大量共存；
④HCO₃^-在酸性或堿性條件下都不能大量共存，
所以一定可以大量共存的是③，可能大量共存的是②，
故答案為：③；②；
（4）中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)由短周期元素組成的有色物質(zhì)，且它們均能與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)但水既不是氧化劑也不是還原劑的是有Cl₂、NO₂、Na₂O₂，摩爾質(zhì)量依次增大，則可知A為NO₂，B為Cl₂，C為Na₂O₂，
NO₂與水反應(yīng)生成NO和HNO₃，化學(xué)方程式為3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
Cl₂與水反應(yīng)生成HCl和HClO，化學(xué)方程式為Cl₂+H₂O=HCl+HClO；
Na₂O₂和水反應(yīng)生成NaOH和O₂，化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；Cl₂+H₂O=HCl+HClO；2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（5）①1L礦泉水中鎂離子的最大質(zhì)量為4.8mg，物質(zhì)的量為$\frac{4.8×1{0}^{-3}g}{24g/mol}$=2×10^-4mol，鎂離子的物質(zhì)的量濃度的最大值為$\frac{2×1{0}^{-4}mol}{1L}$=2.0×10^-4mol/L，
故答案為：2.0×10^-4 ；
②500ml礦泉水中含有硫酸根離子的最大質(zhì)量為0.5L×19.2mg/L=9.6mg，硫酸根離子最大物質(zhì)的量濃度=$\frac{\frac{9.6×1{0}^{-3}g}{96g/mol}}{0.5L}$=1×10^-4mol/L，
故答案為：1×10^-4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物推斷、物質(zhì)的量有關(guān)計(jì)算、離子共存、弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重考查學(xué)生判斷計(jì)算能力，把握基本原理及基本理論是解本題關(guān)鍵，題目難度不大．