科学家发现在特殊条件下,水能表现出许多有趣的结构和性质.
(1)一定条件下给水施加一个弱电场,常温常压下水结成冰,俗称“热冰”,其计算机模拟图如图.
采用“弱电场”的条件使水结成“热冰”,说明水分子是______ 分子(填“极性”或“非极性”).请你展开想象,给“热冰”设计一个应用实例______
(2)用高能射线照射液态水时,一个水分子能释放出一个电子,同时产生一种阳离子.
①释放出来的电子可以被若干水分子形成的“网”捕获而形成水合电子,你认为水分子间能形成“网”的原因是______ .
②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性,试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式 ______ ;该阳离子还能与水分子作用生成羟基,经测定此时的水具有酸性,写出该过程的离子方程式______
(3)写出元素组成与水相同的物质W的电子式 ______ ,写出W与FeCl2在酸性溶液中反应的离子方程式 ______
(4)水溶液中存在H3O+离子,写出该微粒的结构式 ______ (标出配位键).
【答案】(1)极性;建一个夏季室内溜冰场
(2)水分子之间形成氢键?;2H2O++SO2═4H++SO42﹣;H2O++H2O=H3O++﹣OH
(3);2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(4)
【解析】(1)在电场作用下的凝结,说明分子是极性分子;常温常压下的固态水应用广泛,如:建造室温溜冰场,制造热冰淇淋等,
所以答案是:极性;建一个夏季室内溜冰场;
(2)①水分子之间形成氢键,使水分子联系成网,所以答案是:水分子之间形成氢键;
②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子,可以表示成H2O+ , 由于氧化性很强氧化SO2生成硫酸,2H2O++SO2=4H++SO42﹣ , 根据信息和电荷守恒,H2O++H2O=H3O++﹣OH,
所以答案是:2H2O++SO2═4H++SO42﹣;H2O++H2O=H3O++﹣OH;
(3)过氧化氢为共价化合物,氢原子满足2电子、氧满足8电子稳定结构,电子式为 ,
H2O2氧化性比Fe3+强,与FeCl2在酸性溶液中反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
所以答案是:;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(4)H3O+中氧原子含有3个共价单键和一个孤电子对,水合氢离子中氢离子含有空轨道,氧原子含有孤电子对,所以二者形成一个配位键,所以结构式为: , 所以答案是: .
【考点精析】解答此题的关键在于理解极性分子和非极性分子的相关知识,掌握非极性分子中整个分子电荷分布是均匀的、对称的;极性分子中整个分子的电荷分布不均匀,不对称.