Question

4．水是人類最寶貴的自然資源，依據所學化學知識回答：
（1）小明利用如圖所示的裝置探究水的組成，通電一段時間后，試管a收集到的氣體是氫氣，a、b兩試管氣體的體積比是2：1．
（2）將“嫦娥一號”送上太空的火箭推力巨大，因為它所使用的燃料是液氫、助燃劑是液氧，則液氫燃燒的化學方程式為2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O．
（3）為了探究“水的凈化”過程，某實驗小組從小河中取了水樣，觀察到水樣渾濁，呈黃色，有異味，有固體小顆粒．現對水樣進行如下處理步驟：
①加入活性炭吸附水中的顏色和異味；
②向水樣中加入明礬攪拌溶解，靜置一段時間后，進行過濾（填操作名稱），除去了水樣中的固體小顆粒，若進行完該操作后，發現濾液仍舊渾濁，造成這一現象的原因可能是濾紙破損．
（4）自來水廠用二氧化氯消毒殺菌，二氧化氯的化學式為ClO₂，其中氯元素的化合價為+4．
（5）井水中含有較多的鈣、鎂離子．日常生活中使用硬水會帶來許多麻煩，家庭生活中常用來降低水硬度的方法是煮沸．

Answer 1

分析 （1）電解水時，與電源負極相連的試管內得到的氣體為氫氣，與電源正極相連的試管內得到的為氧氣，兩種氣體的體積比為2：1；根據這些典型現象，可判斷電解水時試管內氣體或是電源的正負電極．
（2）根據氫氣燃燒生成水解答；
（3）根據已有的知識進行分析，過濾是除去水中不溶性雜質的方法；根據造成濾液渾濁的原因進行分析，據此解答．
（4）根據名稱書寫化學式；
（5）根據降低水的硬度就是減少水中可溶性鈣鎂化合物的含量解答；

解答 解：（1）圖示的裝置中，a試管與電源負極相連且產生氣體明顯多于b試管，可判斷a試管內得到的氣體為氫氣；試管b與電源正極相連且產生氣體明顯少于a試管，可判斷b試管內得到的氣體為氧氣；兩試管內氣體體積比約為2：1；
（2）氫氣燃燒生成水，化學方程式為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；
（3）明礬溶于水形成的膠體具有吸附性，能將不溶性固體小顆粒吸附在其表面，形成大顆粒，易于沉降；過濾是除去水中不溶性雜質的方法；濾紙破損、液面高于濾紙邊緣或儀器不干凈，都會造成濾液仍然渾濁；
（4）二氧化氯的化學式為：ClO₂，其中氯元素的化合價為+4；
（5）區分硬水和軟水時，可用肥皂水，硬水中含有較多的可溶性鈣鎂化合物，遇到肥皂水會生成較多沉淀．生活中使硬水軟化的常用方法是加熱煮沸．
答案：
（1）氫氣；2：1；
  （2）2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；
（3）②過濾；濾紙破損（其它合理答案都給分）
（4）ClO₂；+4；
 （5）煮沸

點評 根據電源的正負極或氣體體積的多少，都可以判斷水電解時管內的氣體：正極、氣體少，為氧氣；負極、氣體多，為氫氣．考查了水凈化過程中個操作的作用，完成此題，可以依據已有的知識進行．