Question

15．小明同学外出旅游时，用瓶装了一些山下的泉水，带回实验室，在老师的指导下，按下列流程（图1）进行实验，制取蒸馏水．

请回答下列问题：
（1）取水后加入明矾的作用是吸附杂质，使杂质沉降．
（2）向滤液中加入活性炭，利用其吸附性，除去水样中的色素和异味，这是利用了活性炭的物理性质．为检验此时的清水是否是硬水，可以用肥皂水检验．
（3）消毒剂高铁酸钠（Na₂FeO₄）集氧化、吸附、凝聚、杀菌等功能于一体，目前被广泛应用于自来水净化．高铁酸钠中铁元素的化合价为+6．
（4）如图2是水通电分解的示意图．在实验过程中，试管a中产生的气体是氢气，两气体的体积比为2：1．写出该反应的符号表达式：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，这个反应说明水是由氢氧两种元素（氢元素和氧元素）组成的．

Answer 1

分析 （1）根据已有的知识进行分析，明矾溶于水形成的胶体能吸附水中的悬浮杂质，过滤是分离不溶性固体和液体的一种方法，经过蒸馏能制得蒸馏水；
（2）活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味，鉴别硬水和软水使用的是肥皂水．
（3）根据在化合物中正负化合价代数和为零，结合高铁酸钠（Na₂FeO₄）的化学式进行解答本题．
（4）根据电解水的实验现象，推出合理的结论；
正极的气体体积少是氧气，能使带火星的木条复燃，负极的气体体积多，能燃烧是氢气，而且氢气是氧气体积的二倍，由此可知水通电生成氢气和氧气，还能进一步推出水由氢元素和氧元素组成．

解答 解：（1）明矾溶于水形成的胶体能吸附水中的悬浮杂质，故填：利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附，使杂质沉降来达到净水的目的；
（2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味；除去水样中的色素和异味，这是利用了活性炭的物理性质．为检验此时的清水是否是硬水，可以用肥皂水检验，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水；
（3）钠元素显+1价，氧元素显-2价，
设铁元素的化合价是x，
根据在化合物中正负化合价代数和为零，
可得：（+1）×2+x+（-2）×4=0，
则x=+6价．
（4）电解水时，负极生成的气体较多是氢气，正极生成的气体较少是氧气，且氢气是氧气体积的2倍，．在实验过程中，试管a中产生的气体较多是氢气，
两气体的体积比为2：1；由此可知水通电生成氢气和氧气，该反应的符号表达式：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．还能进一步推出水由氢元素和氧元素组成；
答案：
（1）吸附杂质，使杂质沉降．
（2）吸附、物理、肥皂水．      
（3）+6．
（4）H₂ （ 氢气）、2：1、2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑、氢氧两种元素（氢元素和氧元素）．

点评 掌握水的净化的知识以及净水中各物质的作用是正确解答本题的关键．掌握利用化合价的原则（化合物中正负化合价代数和为零）计算指定元素的化合价的方法即可正确解答本题．