Question

水是生命活动不可缺少的物质。下面是对水的组成与净化的探究，请回答问题：

（1）为证明水不是由“水元素”组成的，在1785年拉瓦锡用水蒸气与红热的铁在高温下反应（酒精喷灯提供高温），得到“可燃空气”，同时生成四氧化三铁。模拟实验装置如图，并用“可燃空气”如图吹肥皂泡。

①上述反应的化学方程式为_____。

②实验开始时，应该先点燃_____（填“酒精灯”或“酒精喷灯”）。

（2）下图为电解水实验的简易装置，b中收集到的气体是_____（填化学式）；从能量变化角度看，该过程是将电能转化为_____能。

（3）我国科学家己研制出一种新型高效的光催化剂，在该催化剂的作用下利用太阳能就可以分解水制得氢气。水分子在通过并接触催化剂表面时分解并重组，其微观过程如下图所示（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示催化剂）。

此微观过程的正确顺序是_____（填序号），从微观角度分析，化学变化一定遵守质量守恒定律的原因_____。

（4）下图是模拟水厂将嘉陵江的水进行净化并最终得到蒸馏水的流程：

图中A物质的名称是_____。操作②的主要目的是除去液体中的异味和色素，操作②的净水方法是_____。取液体D于烧杯中，加少量肥皂水并搅拌，发现有较多的浮渣产生，经过操作③，再重复上述实验，观察到的现象是_____。

Answer

4H2O+3FeFe3O4+4H2 酒精灯 O2 化学能（或氢能） ①④②⑤③ 化学反应前后原子种类、原子数目、原子质量均不发生改变 明矾 活性炭吸附 无浮渣（泡沫多）

【解析】

（1）①水蒸气与红热的铁在高温下反应得到“可燃空气”，同时生成四氧化三铁，根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子数目和种类不变，可知“可燃空气”为氢气，反应方程式为：；

②实验开始时，应该先点燃酒精灯，使水蒸气充满装置，将空气排净；

（2）b与电源正极相连，产生的是氧气，化学式为：O2；从能量变化角度看，该过程是将电能转化为化学能；

（3）化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子的过程。水分解的微观过程为，水分子分为氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子；此微观过程的正确顺序是：①④②⑤③；从微观角度分析，化学变化一定遵守质量守恒定律的原因：化学反应前后原子种类、原子数目、原子质量均不发生改变；

（4）为了使悬浮的小颗粒尽快下沉，一般往水中加入明矾，吸附小颗粒快速沉淀．沉淀后用过滤的方法除去不溶性沉淀，图中A物质的名称是：明矾；

操作②的主要目的是除去液体中的异味和色素，活性炭具有吸附性，可以除去液体中的异味和色素，所以操作②的净水方法是：加入活性炭吸附；

检验硬水和软水，一般用肥皂水．把肥皂水加入待测水中，如果泡沫少、浮渣多，则为硬水；如果泡沫多、浮渣少，则为软水。蒸馏水是纯净物，由水蒸馏得到，几乎不含杂质，故蒸馏水是软水，观察到的现象是：泡沫多，浮渣很少。