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$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$
AC
abcd
3(或三)
7.5
18
投药消毒
硬水
石英砂
活性炭
鹅卵石
活性炭
【分析】
本题围绕水的净化和组成展开,需逐一分析各小问:
1. 离子符号书写:钾离子带1个单位正电荷,符号为$\ce{K^{+}}$;化合价计算依据化合物中正负化合价代数和为0,计算$\ce{K_{2}FeO_{4}}$中$\ce{Fe}$的化合价。
2. 水的相关说法:逐一分析选项,需明确硬水软化方法、自来水厂净水步骤、活性炭作用等知识点,判断正误。
3. 过滤操作:回忆过滤“一贴二低三靠”的注意事项,找出装置错误;滤液浑浊的原因从操作或仪器角度分析,合理即可。
4. 电解水实验:符号表达式需注明反应条件;分析电解水的电极、产物、结论,判断选项正误。
5. 电解水的微观过程:化学变化中分子先分裂为原子,原子再重新组合成新分子,据此判断微观过程的先后顺序。
【解析】
(1) 钾离子的符号为$\ce{K^{+}}$;设$\ce{K_{2}FeO_{4}}$中$\ce{Fe}$的化合价为$x$,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,得:$(+1)×2 + x + (-2)×4 = 0$,解得$x=+6$。
(2) 选项分析:A. 合理施用化肥和农药可减少水体污染,保护水体环境,正确;B. 硬水含较多可溶性钙、镁化合物,过滤只能除去不溶性杂质,无法软化硬水,错误;C. 自来水厂净水方法无蒸馏,错误;D. 活性炭具有吸附性,可吸附水中色素及异味,正确。故选AD。
(3) 过滤操作需遵循“一贴二低三靠”,图甲中漏斗下端未紧靠烧杯内壁,是明显错误;滤液浑浊的原因可能是滤纸破损(或液面高于滤纸边缘、承接滤液的烧杯不干净等,合理即可)。
(4) ① 电解水生成氢气和氧气,反应的符号表达式为$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$;② 选项分析:A. 纯水导电性弱,加入$\ce{Na_{2}SO_{4}}$可电离出自由移动的离子,增强导电性,正确;B. 电解水时正极产氧气、负极产氢气,体积比1:2,图中管A气体少(氧气),电极M为正极,管B气体多(氢气),电极N为负极,错误;C. 化学变化中原子是最小粒子,电解水过程中氢、氧原子不变,正确;D. 电解水证明水由氢、氧元素组成,不是氢气和氧气,错误。故选AC。
(5) 电解水的微观过程:水分子(图a)先分解为氢原子和氧原子(图b),再重新组合成氧原子(图c)、氢分子和氧分子(图d),故顺序为abcd。
【答案】
$\ce{K^{+}}$;$+6$;AD;漏斗下端没有紧靠烧杯内壁;滤纸破损(合理答案均可);$\ce{H_{2}O\xrightarrow{通电}H_{2} + O_{2}}$;AC;abcd
【知识点】
化合价计算;水的净化;电解水实验
【点评】
本题是水相关知识的综合题,涵盖化学用语、水的净化、电解水等核心基础知识点,注重对实验操作、原理的考查,难度适中,需学生掌握基础实验要点和化学计算方法。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题围绕白醋标签信息,考查化学式的相关计算。第(1)问需根据醋酸的化学式判断元素种类;第(2)问利用标签中醋酸含量与净含量计算总醋酸质量;第(3)问需先计算酒精中碳元素质量,再结合醋酸的碳元素质量分数,计算含等量碳元素的醋酸质量,核心是掌握化学式的意义及元素质量的计算方法。
【解析】
(1) 醋酸的化学式为$\ce{CH_{3}COOH}$,由碳(C)、氢(H)、氧(O)三种元素组成,故填3;
(2) 由标签可知,醋酸含量≥3g/100mL,净含量为250mL,因此每瓶白醋至少含醋酸的质量为:$\frac{3\ \mathrm{g}}{100\ \mathrm{mL}} × 250\ \mathrm{mL} = 7.5\ \mathrm{g}$;
(3) 第一步:计算13.8g酒精中碳元素的质量
酒精($\ce{C_{2}H_{5}OH}$)的相对分子质量 = $12×2 + 1×6 + 16 = 46$,
酒精中碳元素的质量分数 = $\frac{12×2}{46} = \frac{24}{46}$,
则13.8g酒精中碳元素质量 = $13.8\ \mathrm{g} × \frac{24}{46} = 7.2\ \mathrm{g}$;
第二步:计算含7.2g碳元素的醋酸质量
醋酸($\ce{CH_{3}COOH}$)的相对分子质量 = $12×2 + 1×4 + 16×2 = 60$,
醋酸中碳元素的质量分数 = $\frac{12×2}{60} = 0.4$;
设所需醋酸的质量为$x$,则$x × 0.4 = 7.2\ \mathrm{g}$,解得$x = 18\ \mathrm{g}$。
【答案】
3;7.5;18
【知识点】
化学式与元素组成、根据化学式计算质量、元素质量守恒
【点评】
本题结合生活实际场景考查化学基础计算,难度适中,需学生熟练掌握化学式的意义、元素质量分数的计算方法,理清各物质间元素质量的对应关系即可解答。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题围绕自来水相关知识展开,需结合自来水生产流程、水的硬度标准、简易净水器的原理逐一分析:
1. 自来水生产需经过多步处理,最后必须消毒才能配水,据此确定缺失步骤;
2. 根据测得的自来水硬度数值,结合硬水与软水的划分标准判断类别;
3. 简易净水器利用过滤和吸附原理,颗粒大的物质先过滤,活性炭用于吸附,据此确定材料;
4. 分析简易净水器各材料的作用,判断使用后可重复清洗和需更换的材料。
【解析】
(1)自来水厂生产自来水的流程为:取水→加混凝剂(使悬浮杂质沉降)→过滤(除去不溶性杂质)→吸附(除去色素和异味)→投药消毒(杀灭水中细菌、病毒等)→配水,故缺失步骤为投药消毒;
(2)根据国家水的硬度标准,硬度较高的水为硬水,测得自来水硬度为$311.2\ \mathrm{mg}·\mathrm{L}^{-1}$,属于硬水;
(3)简易净水器中,过滤层先放置颗粒较大的石英砂,用于除去较大的不溶性杂质,再放置活性炭,利用其吸附性除去色素和异味,故a是石英砂,b是活性炭;
(4)使用后,纱布、石英砂、鹅卵石(过滤大颗粒杂质)可清洗后继续使用;活性炭吸附饱和后无法再生,蓬松棉用于过滤细小杂质,也需更换,故需更换的是蓬松棉和活性炭。
【答案】
投药消毒;硬水;石英砂;活性炭;鹅卵石;活性炭
【知识点】
自来水生产、水的硬度、简易净水器
【点评】
本题以生活中自来水相关知识为载体,考查基础化学知识点,紧密联系实际,难度较低,适合巩固相关内容。
【难度系数】
0.7