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6.1碳单质的多样性
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．对下列事实的微观解释错误的是
A．大风把路面的灰尘起——不能说明分子之间的间隔变大
B．花园里百花盛开，香气四溢——分子在不停运动
C．一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同——分子的大小不同
D．金刚石与石墨的物理性质差异很大——碳原子的排列方式不同
2．下列物质的性质与其用途对应关系正确的是
A．活性炭有吸附性，可除去水中色素
B．氧气化学性质稳定，用作焊接保护气
C．金刚石有特殊光学性质，可用于切割玻璃
D．石墨有导电性，可用于制作铅笔芯
3．下列叙述错误的是
A．10g木炭在20g氧气中燃烧后，产物是一氧化碳和二氧化碳的混合物
B．焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来
C．金刚石导热性好，可用于集成电路基板散热，提高芯片性能
D．实验室用酒精和蒸馏水混合前后的质量变化关系探究质量守恒定律
4．下列关于碳的各种模型(如下图)的说法，正确的是
A．由图1可推测碳原子易失去最外层的4个电子，化学性质很活泼
B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01 g
C．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同
D．图3中石墨、金刚石和C60三种物质都由原子构成
5．“上善若水，水利万物而不争。”下列关于水的说法不正确的是
A．实验室通过蒸馏可降低水的硬度
B．活性炭能吸附水中的色素和异味
C．水分子是保持水化学性质的最小粒子
D．水是相对分子质量最小的物质
6．《潇湘竹石图》为北宋苏轼创作的绢本水墨画。此画能历经千年而不褪色的主要原因是
A．碳单质难溶于水 B．碳单质具有金属光泽
C．碳单质化学性质不活泼 D．碳单质具有可燃性
7．如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是
A．木炭能使氧化铜还原为铜
B．实验结束应立即倒出粉末
C．导管口刚有气泡冒出说明反应开始
D．固体减少的质量一定等于生成CO2的质量
8．水是生命之源，下列关于水的说法正确的是
A．活性炭具有疏松多孔的结构，可吸附水中的气体和色素杂质
B．地球上的淡水资源取之不尽，用之不竭
C．肥皂水可以将硬水转化为软水
D．pH小于7的雨水就是酸雨
9．对下列宏观事实的微观解释，合理的是
A．将水制成冰：分子由运动变为静止
B．氧气和液氧都能支持燃烧：构成的分子相同
C．金刚石与石墨的硬度不同：构成的微粒不同
D．密闭体系内红磷与氧气反应前后总质量相等：反应前后分子总数不变
10．碳的单质中，常用于吸附异味的是
A．金刚石 B．活性炭 C．石墨 D．C60
11．按图1所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列分析正确的是
A．M点时，澄清石灰水中导管口有气泡冒出，说明反应开始发生
B．N点起可观察到黑色固体开始变红
C．实验结束后，应先熄灭酒精灯，再撤出导管
D．Q点对应的固体物质只有一种
12．构建化学基本观念是学好化学的基础，下列对化学基本观念的认识错误的是（ ）
A．微粒观：保持C60化学性质的最小微粒是C60分子
B．元素观：甲烷和乙醇燃烧都生成水和二氧化碳，二者都是碳元素和氢元素组成的化合物
C．变化观：石墨在一定条件下转化为金刚石，属于化学变化
D．守恒观：16g硫与16g氧气恰好完全反应后，生成32g二氧化硫
二、填空题
13．用木炭还原氧化铜的实验装置如图所示，请回答下列问题：
(1)反应开始后，被加热的试管中发生反应的化学方程式是______。
(2)图中酒精灯火焰外加一个金属网罩的作用是______。
(3)实验结束时，先将导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，目的是______。
14．A~E是初中化学常见的物质，已知：常温下A、B是单质，C、D、E都是氧化物，其中E是一种金属氧化物，E中金属元素与氧元素的质量比为4:1；A、E都是黑色固体，B、C、D常温下都是气体，且都含有同一种元素，它们之间的转化关系如图所示（“—”表示物质间能反应，“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去）。
(1)B的用途是_________。
(2)A与E反应时的化学方程式为：___________________________。
(3)C转化为D反应的基本类型是：_________。
15．如图所示，甲、乙是常用的净化水的过程图或装置图。

请据图回答：
(1)图甲是自来水的净化过程。
①自来水厂净化水时，没有使用的净水方法有_______(填字母序号)；
A．沉淀 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏
②硬水中含有较多的钙离子、镁离子，长期饮用硬水对人体健康不利，生活中可以选用试剂_______鉴别硬水和软水。生活中将硬水软化的方法是_______。
③消毒剂高铁铁酸钠(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_______。
(2)图乙是一个自制的简易净水器。A B两层需要放置细沙或活性炭，活性炭在净水中的作用是_______，根据净化材料特性，A层放置的材料最好是_______(选“细沙”或“活性炭”)。
16．阅读下面科普短文。
将科幻变为现实，引领折叠新时代。2024年9月，国产三折叠手机正式开售。
I.材料的选择
屏幕主要由涂层和柔性基板组成。其中，屏幕保护膜使用透光率92%的高透聚硅氧烷，聚硅氧烷具有良好的热稳定性和优异的电绝缘性能；柔性基板的常见材料为聚酰亚胺薄膜，它可由二元酐和二元胺合成制备。
II.技术的融合
①散热系统：业界首创“超冷柔性石墨烯散热系统”，将石墨烯膜散热技术应用在更小尺寸的折叠屏上。石墨烯的热导率极高，理论上单层石墨烯的热导率可以达到以上，远高于传统金属散热材料如铜（约400W/mK）和铝（约200W/mK）。其次，石墨烯能兼顾轻质和柔韧性，这使得它易于加工成不同的形状，适用于各种电子产品的散热设计。
②充电时间短：手机电池一般采用锂离子电池或锂聚合物电池。在充电时，充电器将外部电源提供的电能传输到手机电池中，根据评测，从1%电量开始，如下表所示：
充电时间/min 5 15 20 25 30
充电电量/% 25 66 79 87 98
III.发展前景及资源利用
三折叠技术的未来发展前景广阔，但也存在一些缺点，主要包括高昂的价格、维修成本高、碎屏风险大等。回收废旧手机，可以减少电子垃圾，节约资源和能源等。我国将持续投入折叠屏技术研发，让科技更好地服务于人们的日常生活。
依据上述材料及所学化学知识，回答下列问题。
(1)聚硅氧烷的物理性质有__________（答出一点即可）。
(2)二元胺是__________（填“有机物”或“无机物”）。
(3)石墨烯是一种从石墨材料中用物理方法剥离出的单层碳原子面材料，请你推测它应该属于__________（填“单质”或“化合物”）。石墨和金刚石由于碳原子排列方式不同，所以__________（填“化学”或“物理”）性质不同。
(4)石墨烯通常被称为“材料之王”，从文中你可以找出的理由有__________。
(5)手机充电过程中是将__________能转化为化学能；通过上表，你能得到的充电规律是__________。
(6)三折叠手机前景广阔，但目前存在的缺点有__________（答出一点即可）。
(7)处理废旧手机，你有什么建议？__________。
17．下列物质的性质与用途相对应的是_____。
选项 物质的性质 物质的用途
A 氢气具有可燃性 可用作氢气球
B 活性炭具有吸附性 常用于净水，得到纯水
C 氧气可供给呼吸 可用于医疗急救
D 氮气化学性质不活泼 _____
三、实验题
18．木炭还原氧化铜的实验如图，请回答下列问题：
（1）试管口略向下倾斜的目的是_____。
（2）刚开始预热，试管②中立即观察到有气泡，但澄清的石灰水并没有变浑浊，其原因是_____。
（3）实验完毕，要先_____。（用序号填空）
（A、先熄灭酒精灯 或 B、先将导管从石灰水中拿出）
（4）通过这个实验，得到的结论是碳在高温条件下具有_____性。
（5）写出木炭还原氧化铜的化学反应方程式_____。
四、综合应用题
小明的家住在上海黄浦江畔。他发现烧完水之后的烧水壶顶部常常有无色小液滴存在：且家中的烧水壶内壁结有一层厚厚的、坚硬的“水垢”。妈妈告诉他，这是因为上海的水“比较硬”。为了喝上更放心的水，小明家最近安装了一台家用净水器。小明查阅资料了解到，上海市的饮用水水源主要来自黄浦江、长江和青草沙水库等，原水经过自来水厂复杂的净化处理后进入千家万户。他决定用所学的化学知识，对这一系列现象进行探究。
19．（1）烧完水之后的烧水壶顶部的无色小液滴是____（填混合物或纯净物）
（2）小明妈妈所说的水“比较硬”，在化学上通常是指水中含有较多__。
A．色素或异味 B．泥沙等不溶性杂质
C．细菌、病毒等微生物 D．可溶性含钙、镁元素的物质
20．小明同学收集到一瓶浑浊的河水，经过以下净水过程，最终制成蒸馏水，实验过程如图一所示。
（1）图一中，加入的A物质是絮凝剂，该物质的名称是____。
（2）图一中操作①②③对应图二中的装置分别是____（填序号），其中操作①用到的玻璃仪器有_______，该过程发生的是____变化（填“物理”或“化学”）。
（3）[不定项]若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是____（填序号）。
A．滤纸有破损
B．漏斗下端未靠在烧杯内壁
C．漏斗内液面高于滤纸的边缘
（4）[多选]下列净水方法中，生产自来水使用的方法有____（填序号）
A．沉淀 B．过滤 C．煮沸 D．蒸馏 E.吸附
21．某家用净水器的结构示意图如图所示。
（1）活性炭能除去水中的异味，是因为活性炭具有良好的____性。
（2）水中的细菌、病毒等微生物被超滤膜除去，则细菌、病毒等微生物的粒径____（填“大于”或“小于”）超滤膜的孔径。
22．生活和生产中的污水处理后方可排放。某污水处理厂用聚合氯化铁处理污水中的悬浮物质和还原性物质，其结果如图所示。
由图中数据得出污水中投放聚合氯化铁（以Fe/（）计算）的最佳范围约为_____。
23．验证水的组成
小明和兴趣小组同学一起利用如图所示进行电解水实验。
（1）用带有火星的木条可以检验__（填“a”或“b”）管中的气体，与其试管相连的是电源的____（填“正极”或“负极”）。
（2）电解水的化学表达式为_________。从微观角度分析该化学变化中发生变化的微观粒子是____，没有变化的微观粒子是____。
（3）以上实验可以证明水的组成。若要验证水的元素组成；还可以进行的实验方案有很多，请你写出一种，操作是____________，现象是_____________。
《6.1碳单质的多样性》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A D C D C A A B B
题号 11 12
答案 B B
1．C
【详解】A、灰尘是宏观物质，不是分子，大风把路面的灰尘起，不能说明分子之间的间隔变大，解释正确，不符合题意；
B、分子在不停运动，花开放后，具有花香味的物质的分子运动到人的鼻孔处，使人闻到香味，解释正确，不符合题意；
C、一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，两种物质的分子的构成不同，两种物质的化学性质不同，解释错误，符合题意；
D、金刚石与石墨都是碳原子直接构成的单质，它们的物理性质差异很大是因为两种物质中碳原子排列方式不同，解释正确，不符合题意。
故选C。
2．A
【详解】A、活性炭具有疏松多孔的结构，这使得它具有很强的吸附性。水中的色素分子可以被吸附到活性炭的表面，从而达到除去水中色素的目的，故A正确；
B、氮气化学性质稳定，用作焊接保护气，故B错误；
C、金刚石可用于切割玻璃是因为金刚石的硬度很大，而不是因为特殊光学性质，故C错误；
D、石墨用于制作铅笔芯是因为石墨质软，在纸上划过会留下痕迹，而不是因为导电性，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】A.碳充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，方程式分别为：、，当碳和氧气的质量比小于等于3:8时，碳完全燃烧生成二氧化碳，当碳和氧气的质量比大于等于3:4时，碳不完全燃烧生成一氧化碳，当碳和氧气的质量介于3:8和3:4之间时，同时生成二氧化碳和一氧化碳，10g木炭在20g氧气中燃烧，碳与氧气的质量比为10g：20g=1:2=3:6，介于3:8和3:4之间，则产物是一氧化碳和二氧化碳的混合物，选项正确；
B.焦炭（主要成分C）具有还原性，在高温下可还原金属氧化物生成相应的金属单质和二氧化碳，故焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，选项正确；
C.金刚石是导热性极佳的材料（不导电但导热），用于散热材料合理，选项正确；
D.质量守恒定律需通过化学反应验证，酒精与水混合是物理变化（无新物质生成），无法验证质量守恒。选项错误；
故选D。
4．C
【详解】A. 碳原子最外层有4个电子，不易得失电子，常温下化学性质稳定，错误。
B. 图2中12.01是碳元素的相对原子质量，单位为“1”，不是碳原子的实际质量，错误。
C. 金刚石、石墨、都属于碳单质，完全燃烧的产物均为二氧化碳，产物相同，正确。
D. 由分子构成，不是由原子直接构成，错误。
5．D
【详解】A、蒸馏能去除水中可溶性杂质（包括钙、镁离子），可降低水的硬度，选项A正确；
B、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，选项B正确；
C、分子是保持物质化学性质的最小粒子，水由水分子构成，因此水分子是保持水化学性质的最小粒子，选项C正确；
D、水的化学式为H2O，相对分子质量为：1×2+16=18，水不是相对分子质量最小的物质，如氢气（化学式为H2，相对分子质量为：1×2=2）的相对分子质量就比水的相对分子质量小，选项D不正确。
故选D。
6．C
【详解】水墨画使用墨汁，主要成分为碳单质。碳在常温下化学性质稳定，不易发生化学反应，因此墨迹能持久不褪色。
故选C。
7．A
【详解】A、木炭具有还原性，木炭能使氧化铜还原为铜，正确；
B、实验结束不能立即倒出粉末，生成的铜在温度高时又被氧气氧化为氧化铜，错误；
C、导管口刚有气泡冒出，是装置内的空气，不是反应开始，错误；
D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，错误；
故选：A。
8．A
【详解】A、活性炭的结构是疏松多孔，所以可以用活性炭可以除去水中色素和异味，描述正确，符合题意；
B、地球上的淡水资源是有限的，需要节约用水，不符合题意；
C、可以用肥皂水区分硬水和软水，加入肥皂水振荡，泡沫多的是软水，浮渣多的是硬水，但是不能将硬水转化成软水，硬水软化生活中可以煮沸，实验室可以用蒸馏的方法，不符合题意；
D、酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪、雾、雹等大气降水，所以pH小于7并不一定是酸雨，因为空气中含有二氧化碳等气体，溶于水后呈现酸性，所以雨水本身就是pH小于7的，不符合题意；
故选A。
9．B
【详解】A、将水制成冰，是因为水分子间的间隔变大，但是水分子仍是在不断地运动，故A不合理；
B、氧气和液氧都是由氧分子构成的，二者的分子构成相同，则化学性质相同，即都能支持燃烧，故B合理；
C、金刚石与石墨都是由碳原子直接构成的，二者的构成微粒相同，金刚石与石墨的硬度不同，是因为但是二者的碳原子的排列方式不同，故C不合理；
D、根据质量守恒定律，即密闭体系内红磷与氧气反应前后总质量相等，红磷和氧气点燃生成五氧化二磷，化学方程式为：，反应前后分子总数改变，故D不合理；
故选：B。
10．B
【详解】活性炭是由碳元素组成的一种物质，活性炭具有疏松多孔的结构，具有很好的腐蚀性，所以可用活性炭吸附异味。
故选：B。
11．B
【分析】木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜、二氧化碳，随着反应的进行，二氧化碳质量不断增大，固体质量不断减小，待反应结束后，固体质量不再发生变化。
【详解】A、M点时，固体质量还没有减小，澄清石灰水中导管口有气泡冒出，说明是装置内原有的空气被排出，不能说明反应开始发生，A选项错误；
B、N点后，固体质量开始减小，说明反应已开始，N点起可观察到黑色固体开始变红，B选项正确；
C、实验结束后，应先撤出导管，再熄灭酒精灯，以防澄清石灰水倒吸进试管，引起试管炸裂，C选项错误；
D、Q点时，固体质量不再变化，说明反应已结束，但不能确定木炭与氧化铜是否刚好完全反应，若不是刚好完全反应，则固体物质除了铜以外还会含有木炭或氧化铜，D选项错误。
故选：B。
12．B
【详解】A、C60是由C60分子构成的，保持C60化学性质的最小微粒是C60分子，故选项说法正确；
B、由质量守恒定律得，反应前后元素种类不变，反应前有氧气参与，反应后生成二氧化碳和水，说明含有碳元素和氢元素，所以甲烷和乙醇中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素，因此无法确定甲烷和乙醇都是碳元素和氢元素组成的化合物，故选项说法错误；
C、金刚石、石墨是碳元素形成的不同单质，石墨在一定条件下转化为金刚石，属于化学变化，故选项说法正确；
D、硫在氧气中燃烧的化学方程式为S+O2SO2，此反应中硫、氧气和二氧化硫的质量比为32：32：64＝1：1：2，则16g硫与16g氧气恰好完全反应后，生成32g二氧化硫，故选项说法正确；
故选B。
13．(1)
(2)集中火焰，提高温度
(3)防止液体倒吸，使试管炸裂
【详解】（1）氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，其方程式为：；
（2） 酒精灯使用时加网罩，可使得酒精灯火焰更集中，提供的温度更高；
（3） 由于停止加热时试管内温度降低，压强减小，所以停止加热时，应先将导管从澄清石灰水中撤出，再熄灭酒精灯，这样操作的原因是防止液体倒吸，使试管炸裂。
14．(1)供给呼吸（答案不唯一，合理即可）
(2)
(3)化合反应
【分析】由题干信息可知， A、E为黑色固体，C、D、E为氧化物，其中E是金属氧化物且金属元素与氧元素质量比为4:1（铜的相对原子质量64，氧的相对原子质量16，64:16=4:1，故E为CuO），A是单质，且为黑色，因此，A为碳，B是单质，B、C、D常温下都是气体，且都含有同一种元素，所以，B为氧气，由图可知，C、D可以相互转化，D和E能发生反应，故D为一氧化碳，C为二氧化碳，据此思路进行解析。
【详解】（1）由分析可知，B为氧气，氧气可用于供给呼吸，作助燃剂等，故填：供给呼吸（答案不唯一，合理即可）。
（2）由分析可知，A为碳，E为CuO，碳与氧化铜在高温条件下反应，生成铜和二氧化碳，化学方程式为：，故填：。
（3）由分析可知，D为一氧化碳，C为二氧化碳，C转化为D发生的反应为：二氧化碳与碳在高温条件下，生成一氧化碳，该反应有两种反应物，生成物只有一种，符合“多变一”的化合反应，故填：化合反应。
15．(1) D 肥皂水 煮沸 +6
(2) 除去异味和色素 活性炭
【详解】（1）①自来水厂常用的水的净化方法有沉淀、过滤、吸附，没有使用的净水方法为蒸馏，故选D；
②硬水中含有较多的钙离子、镁离子，长期饮用硬水对人体健康不利，生活中可以选用试剂肥皂水鉴别硬水和软水，加入肥皂水，若产生泡沫较多，则是软水，若产生泡沫较少，则是硬水；生活中将硬水软化的方法是加热煮沸，可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀；
③在Na2FeO4中，钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设该化合物中Fe元素的化合价为x，根据在化合物中正、负化合价的代数和为0的原则，则有（+1）×2+x+（-2）×4=0，解得x=+6；
（2）活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，能够除去异味和色素；
题干中所给的小卵石、细沙都是起过滤作用，过滤应由粗到细，先用小卵石过滤掉颗粒比较大的杂质，再用细沙过滤掉颗粒比较小的杂质，所以B层最好放细沙，先除去不溶性杂质，A层放置的材料最好是活性炭，除去水中的色素和异味。
16．(1)透光率高或良好的热稳定性或优异的电绝缘性能
(2)有机物
(3) 单质 物理
(4)热导率极高，能兼顾轻质和柔韧性，易于加工成不同的形状，适用于各种电子产品的散热设计
(5) 电 充电时间越长，充电量增加的越慢
(6)价格高昂或维修成本高或碎屏风险大
(7)回收废旧手机，可以减少电子垃圾，节约资源和能源
【详解】（1）文中提到“屏幕保护膜使用透光率92%的高透聚硅氧烷”，所以聚硅氧烷的物理性质有透光率92%；故答案为：透光率92%（合理即可）。
（2）由二元胺的化学式可知，组成中含有碳元素，属于有机物；
（3）单质是由同种元素组成的纯净物，石墨烯是从石墨材料中用物理方法剥离出的单层碳原子面材料，只含碳元素，所以它属于单质；石墨和金刚石由于碳原子排列方式不同，所以物理性质不同；
（4）文中提到“石墨烯的热导率极高，理论上单层石墨烯的热导率可以达到5000W/mk以上，远高于传统金属散热材料如铜（约400W//mK）和铝（约200W//mK），其次，石墨烯能兼顾轻质和柔韧性，这使得它易于加工成不同的形状，适用于各种电子产品的散热设计”，所以理由有热导率极高，能兼顾轻质和柔韧性，易于加工成不同形状，适用于各种电子产品散热设计；故答案为：热导率极高，能兼顾轻质和柔韧性，易于加工成不同形状，适用于各种电子产品散热设计。
（5）手机充电过程是将电能转化为化学能储存起来；观察表格数据，随着充电时间的增加，充电电量在增加，但充电时间每增加5 min，充电电量增加的幅度逐渐变小，即充电时间越长，充电电量增加得越慢；
（6）文中提到“三折叠技术的未来发展前景广阔，但也存在一些缺点，主要包括高昂的价格、维修成本高、碎屏风险大等”；
（7）处理废旧手机，可以回收废旧手机，减少电子垃圾，节约资源和能源，也可以合理拆解，对有价值的零部件再利用等；故答案为：回收废旧手机，减少电子垃圾，节约资源和能源（合理即可）。
17． C 作保护气
【详解】A、氢气是密度最小的气体，可用作氢气球，故选项说法错误；
B、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，可用于净化饮用水，但不能除去水中所以的杂质，得不到纯水，故选项说法错误；
C、由于氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故选项说法正确；
故选：C；
D、氮气化学性质不活泼，可用作保护气。
18． 防止冷凝水倒流，炸裂试管 一开始排出的是试管中的空气 BA 还原
【详解】（1）试管口略向下倾斜的目的是防止冷凝水倒流，炸裂试管；
（2）刚开始预热，试管②中立即观察到有气泡，但澄清的石灰水并没有变浑浊，其原因是一开始排出的是试管中的空气；
（3）实验完毕要先将导管从石灰水中拿出，然后熄灭酒精灯，防止石灰水倒流，炸裂试管，故填：BA；
（4）碳能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，通过这个实验，得到的结论是碳在高温条件下具有还原性；
（5）碳能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为。
19． 纯净物 D 20． 明矾 III、II、I 烧杯、漏斗和玻璃棒 物理 AC ABE 21． 吸附 大于 22． 23． b 正极 / 水分子 氢原子和氧原子 点燃氢气，在火焰上方罩一个干冷的烧杯 烧杯内壁有水雾产生
【详解】19．（1）烧水壶顶部的无色小液滴是水蒸气液化形成的，属于纯净物。
（2）硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物，故选D。
20．（1）常见的絮凝剂为明矾，则物质A为明矾；
（2）操作①能将固体和液体分离，名称为过滤；自来水厂净水流程为沉淀、过滤、吸附，则操作②为吸附，常用活性炭吸附；蒸馏可以得到蒸馏水，则操作③为蒸馏，故操作①②③对应图二中的装置分别是III、II、I。
操作①为过滤，过滤需要烧杯、漏斗和玻璃棒；
过滤过程中没有新物质生成，属于物理变化。
（3）操作①为过滤，则滤纸破损、漏斗内的液面高于滤纸边缘均会使滤液仍浑浊，但漏斗下端未靠在烧杯内壁，会使液滴飞溅，但不会使滤液仍浑浊，故选AC。
（4）自来水厂的净水流程有沉淀、过滤、吸附、消毒，故选ABE。
21．（1）活性炭具有良好的吸附性，能吸附水中的色素和异味。
（2）超滤膜能除去水中的细菌、病毒等微生物，则说明细菌、病毒等微生物的粒径大于超滤膜的孔径。
22．由图可知，当投放聚合氯化铁（以Fe/（）计算）的最佳范围约为时，悬浮物质及还原性物质的去除率最高，则效果最好。
23．（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比约为1:2，由图可知，b管中收集气体较少，则收集的气体为氧气，能使带火星的木条复燃，则带火星的木条可鉴别b管中的气体，且b管与电源正极相连。
（2）电解水生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：，符号表达式为：；
化学变化中，分子分为原子，原子重新组合为新分子，则该变化中水分子发生改变，但氢原子和氧原子不变。
（3）氢气燃烧生成水，根据反应前后元素种类不变，也能证明水的组成，实验方案为：点燃氢气，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，现象为：烧杯内壁有水雾产生。
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