水有关的化学反应与习题集锦

水有关的化学反应与习题集锦
湖南省会同县第一中学（418300）
何俊良 2008
水是一种最重要的溶剂，许多化学反应都必须在水溶液中才能发生，水也能参加许多重
要的化学反应，几乎每年高考都有涉及水的试题出现，因此对与水有关的反应进行分门类别
的归纳，可能对高考产生重大影响，中学阶段涉及的有三十多个，分类总结如下：
一、氧化还原反应
1．水作为氧化剂
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ NaH+H2O=NaOH+H2↑ Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑
3Fe+4H2O Fe3O4+4H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+Cl2↑ C+H2O CO+H2 CO+H2O CO2+H2
2．水作为还原剂2F2+2H2O=O2+4HF
3．水既是氧化剂又是还原剂2H2O2H2↑+O2↑
4．水既不是氧化剂又不是还原剂的氧化还原反应
Cl2+H2O=HCl+HClO ICl+H2O=HCl+HIO 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
SO2+Cl2+ 2H2O=2HCl+H2SO4 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++2H++SO42-
3NO2+H2O=2HNO3+NO 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
二、重要的非氧化还原反应
1．重要的化合反应
CO2+H2O= H2CO3 SO3+H2O=H2SO4 Na2O+H2O= 2NaOH
CaO+H2O=Ca(OH)2 CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O NH3+H2O=NH3·H2O
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 CH2=CH2+H2O CH3CH2OH
2．无机水解反应
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑ Mg3N2+6H2O= 3Mg(OH)2+2NH3↑ Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S↑
AlCl3+3H2O Al(OH)3↓+3HCl↑ SiCl4+4H20=H4SiO4↓+4HCl↑ FeCl3+3H2O= Fe(OH)3
（胶体）+3HCl
AlCl3+6H2O+3NaAlO2＝4Al(OH)3↓+3NaCl
3．有机水解反应
卤代烃、酯类、油脂、二糖、多糖、蛋白质等均能发生水解反应。

CH3CH2Br+H2O CH3CH2OH+HBr…… （C6H10O5）n (淀粉)+nH2O nCH2OH(CHOH)4CHO
三、例题与练习
例题．（2008年全国理综卷I T27）V、W、X、Y、Z是由周期表中1～20号部分元素组成
的5种化合物，其中V、W、X、Z均为两种元素组成，上述5种化合物涉及的所有元素的原
子序数之和等于35。

它们之间的反应关系如下图：
（1）5种化合物分别是V 、W 、X 、Y 、Z 。

（填化学式）
（2）由上述5种化合物中2种化合物反应可生成一种新化合物，它包含了5种化合物中的所有元素，生成该化合物的化学方程式是：
（3）V的电子式是。

解析：突破口是固体V与H2O反应生成白色固体和无色气体，且该气体与氧气反应产物为无色无味气体Ｘ和Ｈ2Ｏ，唯一可能的就是CaC2的水解，生成Ca(OH)2和C2H2，不难推出CaC2与Ｏ２共热生成CaO和CO2，而CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，整个推理轻易完成。

答案为：（1）CaC2CaO CO2Ca(OH)2C2H2（2）Ca(OH)2+2CO2=Ca(HCO3)2 （3）
下面编列了部分与水有关的习题。

1．当水的温度和压强高于374℃和221巴时，气态和液态的密度趋于相等，液态和气态之间的分界线消失，形成所谓的“超临界态水”，它具备许多神奇的功能，如具有超常溶解能力、可压缩性等，使得它成为一种非常有特色的反应介质。

它不但可以溶解离子型溶质，当压强较高时，还可以和氧气、有机物实现完全互溶，通过改变压强，可以有效地调节其热传导性，对物质的溶解性等等，下列有关超临界态水的性质或用途错误的是( ) A．有机物和氧气在“超临界态水” 中可以自由燃烧
B．在超临界水中处理含碳量达到10%的垃圾，可以实现无排放的燃烧
C．1000℃，密度达到1Kg/L时，“超临界态水”具有无坚不摧的强腐蚀性
D．高温“超临界态水”可以用金属材料和陶瓷材料盛放。

2．水除了气、液、固态外，还有玻璃态，它是由液态水急速冷却到－108o C时形成的，玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同。

有关玻璃态水的叙述正确的是（）
A．水由液态变玻璃态，体积缩小 B．水由液态变玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．玻璃态水是分子晶体
3．3月22日是世界水日，今年我国的宣传主题为“转变用水观念，创新发展模式”，水乡江苏积极倡导节约用水。

下列有关水的说法不正确的是（）
A．用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一
B．推广使用无磷洗衣粉是为了防止水体富营养化
C．水厂常同时使用FeSO4和Cl2处理水，可起到消毒杀菌和除去水中悬浮杂志的作用D．水在3.98o C时主要以(H2O)2的形式存在，这两个水分子是以共价键结合的
4．（2008年上海理综卷T10）雪花被人们称为“冬之精灵”，
科学研究发现，世界上没有两片雪花的形状是完全相同的。

不同的雪花中，水分子（）
A．数目都是巨大的 B．数目都是相同的
C．化学性质不相同 D．空间排列方式相同
5．氢元素有三种同位素(、、)、氧元素也有三种同位素（、、），
由氢元素和氧元素形成的水分子共有18种之多，关于这些水分子的叙述错误的是（）A．这些水分子的化学性质完全相同 B．这些水分子的物理性质完全相同
C．这些水分子的式量共有7种 D．这些水分子的式量中，最小值和最大值之
比为3：4
6．水分子间可以通过一种叫“氢键”的作用，彼此结合形成（H2O）n在冰中n值为5，即每个水分子被四个水分子包围形成变形四面体，如下图。

由无数个这样的四面体通过氢键
相互连接成一个庞大的分子晶体。

下列说法正确的是（）
A．1mol冰中有4mol氢键
B．1mol冰中有5mol氢键
C．平均每个水分子只有2个氢键
D．平均每个水分子只有5/4个氢键
7．小分子团“压缩”水，具有饮用量小，渗透力强、生物利用率高、在人体内储留时
间长、排放量少的特点。

一次饮用125mL小分子团水，可维持人体6小时的正常需水量。

下
列关于小分子团水的说法正确的是（）
A．水分子的化学性质发生了变化 B．水分子中的氢氧键数目增多
C．小分子团水中水分子间主要以氢键结合 D．水分子的结构、物理性质发生了
变化
8．pH＜5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露和雾等大气降水称为“酸雨”，我国是仅次于
欧洲和北美的第三大酸雨区，其覆盖面已达国土的40％，酸雨给地球生态系统和人类社会
带来严重的危害，下列叙述中错误的是（）
A．酸雨能引发呼吸道疾病
B．酸雨的形成主要由于燃烧煤、石油、天然气等，不断向大气中排放二氧化硫和二氧化氮等酸性气体。

C．酸雨引起河流、湖泊水体酸化，导致土壤酸化 D．酸雨通过久放，可以降低酸性9．（07全国理综II第11题）下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是( )
A．CO+H2O CO2+H2 B．3NO2+H2O＝2HNO3+NO C．2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑D．2F2+2H2O
＝4HF+O2
10．已知甲、乙、丙、丁之间的转化关系如图所示，下列说法正确的是（）
A.若甲为铁，丁为氢气，则乙一定为酸
B.若甲、丁为化合物，乙为水，则丙一定是气体单质
C.若甲、乙、丙、丁均为化合物，则该反应一定属于复分解反应
D.若甲、乙、丙、丁均为10电子微粒，且丙是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则丁在常温常压下呈液态
11.(2006年上海综合) 科学家发现，在纳米级的空间中，水的结冰温度发生了变化。

下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度，冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。

水在碳纳米管中结冰的规律是。

12．研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20o C、1个大
气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。

下图是水和“热冰”的计算机模拟图，图中球代表
水分子中的原子。

(1)图中较大的球代表原子，其原子结构示意图是水分子中氢氧原子间的化学键是（填“共价键”或“离子键”)。

(2）用球棍模型表示的水分子结构是（）
(3)已知水分子中氧原子一端带部分负电荷，氢原子一端带部分正电荷，在外加电场作用下，水结成冰。

上图中模拟“热冰”的示意图是 (填“图l”或“图2”)，理由是。

附习题参考答案：
1-10 D C D A B C C D A D 11．碳纳米管的直径越大，水结冰的温度越低。

12．（1）氧共价键（2）B （3）图1 在外加电场作用下，水分子有序排列。