Question

【題目】水是生命活動不可缺少的物質。下面是對水的組成與凈化的探究，請回答問題：

（1）為證明水不是由“水元素”組成的，在1785年拉瓦錫用水蒸氣與紅熱的鐵在高溫下反應（酒精噴燈提供高溫），得到“可燃空氣”，同時生成四氧化三鐵。模擬實驗裝置如圖，并用“可燃空氣”如圖吹肥皂泡。

①上述反應的化學方程式為_____。

②實驗開始時，應該先點燃_____（填“酒精燈”或“酒精噴燈”）。

（2）下圖為電解水實驗的簡易裝置，b中收集到的氣體是_____（填化學式）；從能量變化角度看，該過程是將電能轉化為_____能。

（3）我國科學家己研制出一種新型高效的光催化劑，在該催化劑的作用下利用太陽能就可以分解水制得氫氣。水分子在通過并接觸催化劑表面時分解并重組，其微觀過程如下圖所示（“”表示氫原子，“”表示氧原子，“”表示催化劑）。

此微觀過程的正確順序是_____（填序號），從微觀角度分析，化學變化一定遵守質量守恒定律的原因_____。

（4）下圖是模擬水廠將嘉陵江的水進行凈化并最終得到蒸餾水的流程：

圖中A物質的名稱是_____。操作②的主要目的是除去液體中的異味和色素，操作②的凈水方法是_____。取液體D于燒杯中，加少量肥皂水并攪拌，發現有較多的浮渣產生，經過操作③，再重復上述實驗，觀察到的現象是_____。

Answer 1

【答案】4H2O+3FeFe3O4+4H2 酒精燈 O2 化學能（或氫能） ①④②⑤③ 化學反應前后原子種類、原子數目、原子質量均不發生改變 明礬 活性炭吸附 無浮渣（泡沫多）

【解析】

（1）①水蒸氣與紅熱的鐵在高溫下反應得到“可燃空氣”，同時生成四氧化三鐵，根據質量守恒定律可知，化學反應前后原子數目和種類不變，可知“可燃空氣”為氫氣，反應方程式為：；

②實驗開始時，應該先點燃酒精燈，使水蒸氣充滿裝置，將空氣排凈；

（2）b與電源正極相連，產生的是氧氣，化學式為：O2；從能量變化角度看，該過程是將電能轉化為化學能；

（3）化學變化的實質是分子分成原子，原子重新組合成新分子的過程。水分解的微觀過程為，水分子分為氫原子和氧原子，每兩個氫原子結合成一個氫分子，每兩個氧原子結合成一個氧分子；此微觀過程的正確順序是：①④②⑤③；從微觀角度分析，化學變化一定遵守質量守恒定律的原因：化學反應前后原子種類、原子數目、原子質量均不發生改變；

（4）為了使懸浮的小顆粒盡快下沉，一般往水中加入明礬，吸附小顆粒快速沉淀．沉淀后用過濾的方法除去不溶性沉淀，圖中A物質的名稱是：明礬；

操作②的主要目的是除去液體中的異味和色素，活性炭具有吸附性，可以除去液體中的異味和色素，所以操作②的凈水方法是：加入活性炭吸附；

檢驗硬水和軟水，一般用肥皂水．把肥皂水加入待測水中，如果泡沫少、浮渣多，則為硬水；如果泡沫多、浮渣少，則為軟水。蒸餾水是純凈物，由水蒸餾得到，幾乎不含雜質，故蒸餾水是軟水，觀察到的現象是：泡沫多，浮渣很少。