题目内容
12．水是生命之源，化学兴趣小组为了探究“水的净化”过程，从运河中取了水样，观察到：水样呈黄色，有异味，浑浊，有固体小颗粒．（1）①现对水样进行过滤后向滤液中加入活性炭，利用其吸附性除去水样中的颜色和异味，该过程属于物理（填“物理”或“化学”）变化．
②做好生活饮用水消毒工作，是预防肠道传染病的关键．适用于饮用水消毒的常用消毒剂有：漂白粉．漂白粉的主要成分是氯化钙[CaCl2]和次氯酸钙[Ca（ClO）2]．根据漂白粉的信息，请你判断漂白粉属于混合物（纯净物、混合物），关于漂白粉的说法中，合理的是：CD
A．氯化钙[CaCl2]和次氯酸钙[Ca（ClO）2]中氯元素的化合价相同
B．氯化钙[CaCl2]和次氯酸钙[Ca（ClO）2]都是含氧化合物
C．氯化钙[CaCl2]和次氯酸钙[Ca（ClO）2]均属于化合物
D．次氯酸钙[Ca（ClO）2]中含有原子团ClO
（2）硬水会给生产、生活带来许多不便．可以加入来检验硬水还是软水
（3）图1表示自来水消毒过程中发生的一个反应的微观过程：
①上述物质中，B的类别是单质，C的化学式是HCl；
②物质D中一定含有的一种元素是氧元素．
（4）图2为电解水的实验装置图．接通电源观察两电极都有气泡产生．
①通电一段时间后，玻璃管2中收集到的气体是H2（填化学式），
②图2中a、b、c表示电解水时，反应实质的微观示意图，其正确的顺序是bca．
（5）高铁酸钠（Na2FeO4）是被科学家们公认为绿色消毒剂．它的消毒和除污效果全面优于含氯消毒剂．根据获得的信息计算：
a．高铁酸钠中Na、Fe、O元素的质量比为23：28：32．
b．高铁酸钠中铁元素的质量分数为33.7%．
c．与232g四氧化三铁含氧量相等的高铁酸钠的质量为166g．
分析 （1）①活性炭具有吸附性，能够吸附水中的色素、异味等；
②纯净物由一种物质组成，混合物由多种物质组成；
化合物是由不同种元素组成的纯净物，次氯酸钙中含有原子团--次氯酸根；
化合物中，元素化合价代数和为零，是计算化合物中元素化合价的依据之一；
（2）利用肥皂水可以区分硬水和软水；
（3）根据质量守恒定律的实质可以知道，反应前后原子的种类和数目不变，所以可以根据图中的微观过程结合上述知识点来完成解答．
（4）根据水通电生成的氢气和氧气体积比是2：1，水通电先分成氢原子、氧原子，氢原子结合成氢气氧原子结合成氧气进行分析．
（5）根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比、化合物中元素的质量分数=$\frac{相对原子质量×原子个数}{相对分子质量}$×100%，进行分析解答．
解答 解：（1）①向滤液中加入活性炭，利用其吸附性除去水样中的颜色和异味，该过程中，只是把颜色和异味吸附在活性炭的表面，没有新物质生成，属于物理变化．
②漂白粉中含有氯化钙、次氯酸钙等物质，属于混合物；
A．氯化钙中，氯元素的化合价是-1价，中氯元素的化合价是+1价，该选项说法不合理；
B．氯化钙中不含有氧元素，次氯酸钙中含有氧元素，该选项说法不合理；
C．氯化钙和次氯酸钙都是由不同种元素组成的纯净物，均属于化合物，该选项说法合理；
D．次氯酸钙中含有原子团ClO，该选项说法合理．
故填：混合物；CD．
（2）检验一份水样是硬水还是软水的具体方法是：向水中加入肥皂水，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生的泡沫很少或不产生泡沫，是硬水．
（3）根据图中所示可以知道，B的类别是单质；反应前的一个H2O分子和一个Cl2分子中共含有2个H原子、1个O原子和2个Cl原子，而反应后生成的一个HCl分子中只含有1个H原子和1个Cl原子，所以，一个D分子中应含有1个H原子、1个Cl原子和1个O原子，故D的化学式为HClO．
（4）水通电生成的氢气和氧气体积比是2：1，水通电先分成氢原子、氧原子，氢原子结合成氢气氧原子结合成氧气，所以
①通电一段时间后，玻璃管2中收集到的气体是H2；
②图5中a、b、c表示电解水时，反应实质的微观示意图，正确的顺序是：bca．
（5）a、高铁酸钠中各元素的质量比是：Na：Fe：O=（23×2）：56：（16×4）=23：28：32；故填：23：28：32；
b、高铁酸钠中铁元素的质量分数是$\frac{56}{23×2+56+16×4}$×100%≈33.7%；
设高铁酸钠的质量为y，
则：y×$\frac{16×4}{23×2+56+16×4}$=232g×$\frac{16×4}{56×3+16×4}$×100%
y=166g
答案：（1）①吸附，物理．②混合物； CD；
（2）肥皂水；
（3）①单质，HCl；②氧元素．
（4）①收集到的气体是H2，②bca．
（5）a． 23：28：32．
b． 33.7%．
c． 166g
点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．
| A． | 木炭在氧气中燃烧产生明亮的黄色火焰 | |
| B． | 铁在氧气中燃烧生成大量的白色固体 | |
| C． | 硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体 | |
| D． | 磷在空气中燃烧生成五氧化二磷 |
| A． | 制取氢气：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ | |
| B． | 制取氧气：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑ | |
| C． | 制取碳酸氢铵：CO2+H2O+NH3═NH4HCO3 | |
| D． | 潜水艇中用过氧化钠提供氧气2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑ |
| A． | 由原子核和核外电子构成 | B． | 质子数是117 | ||
| C． | 质量主要集中在原子核上 | D． | 相对原子质量是117 |
（1）如图甲是炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图，根据图示回答有关问题．
若图甲中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁，请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式：
A区Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．B区C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，CO2+C$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO．
（2）某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究．
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图乙．
【进行实验】该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g（玻璃管的质量为60.0g）．
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g（冷却到室温称量）．
【分析与讨论】本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料．
【查阅资料】
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关．
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中同体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁．
③铁及部分铁的氧化物的相关物理性质如表所示．
 | 四氧化三铁 | 氧化亚铁 | 氧化铁 | 铁粉 |
| 颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
| 能否被磁铁吸引 | 能 | 不能 | 不能 | 能 |
①该小组同学将反应后的黑色同体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色同体粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁．
②进行猜想：黑色固体粉末可能
a．全部为铁b．四氧化三铁 c．四氧化三铁和铁
【得出结论】通过利用实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为四氧化三铁（填名称）．
【反思与评价】
①一氧化碳还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间．
②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有AB．
A．收集一氧化碳 B．吸收二氧化碳 C．检验二氧化碳．