水是生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)。請(qǐng)回答相關(guān)的問題。
Ⅰ.探究水的組成實(shí)驗(yàn)

（1）為證明水不是由“水元素”組成的，1785年，拉瓦錫在高溫的條件下，用水蒸氣與紅熱的鐵反應(yīng)，將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時(shí)生成四氧化三鐵。模擬實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。
①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Fe+4H₂O

高溫

Fe₃O₄+4H₂

3Fe+4H₂O

高溫

Fe₃O₄+4H₂

。
②加熱鐵粉前，應(yīng)先通入水蒸氣一段時(shí)間，目的是

排出裝置中的空氣，防止生成的去和空氣混合發(fā)生爆炸

排出裝置中的空氣，防止生成的去和空氣混合發(fā)生爆炸

。
（2）電解水實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置如圖2所示，b中收集到的氣體是

O₂

O₂

（填化學(xué)式）；電解水屬于

分解反應(yīng)

分解反應(yīng)

（填基本反應(yīng)類型）；從能量變化角度看，電解水是將

電

電

能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；從微觀角度看，如圖3電解水的微觀過程中，微粒運(yùn)動(dòng)變化的先后順序是

①②⑤③

①②⑤③

（填序號(hào)），該變化中的最小粒子是

氫原子、氧原子

氫原子、氧原子

。
Ⅱ.水的凈化
化學(xué)興趣小組收集了一瓶渾濁的運(yùn)河的河水，模擬自來水廠進(jìn)行水的凈化過程。其實(shí)驗(yàn)過程如圖所示，請(qǐng)回答以下問題。

（3）自來水廠常用明礬作混凝劑，明礬[KAl（SO₄）_m?12H₂O]能作絮凝劑，是因?yàn)槊鞯\溶于水后生成具有吸附作用的膠狀物氫氧化鋁，則m=

2

2

，氫氧化鋁的化學(xué)式為

Al（OH）₃

Al（OH）₃

。
（4）操作1中所需的玻璃儀器有燒杯、

漏斗

漏斗

玻璃棒。超濾膜原理相當(dāng)于操作1，膜表面密布許多細(xì)小的微孔，只允許直徑

小于

小于

（填“大于”或“小于”）膜表面微孔徑的物質(zhì)通過。
【拓展應(yīng)用】新冠病毒的直徑為0.08～0.12微米，帶有病毒的飛沫直徑一般為1～10微米。常用的三種口罩過濾孔徑如下：
A.普通16層紗布口罩在100微米左右
B.單層無紡布口罩在10微米左右
C.N95專業(yè)口罩在0.1微米左右
三種口罩在防控新冠病毒過程中最有效的是

C

C

（填字母序號(hào)）。
（5）將凈化水煮沸，加熱煮沸除了殺菌消毒之外，還起到的作用是

降低水的硬度

降低水的硬度

。
Ⅲ.污水處理
（6）聚合氯化鐵可處理污水中的懸浮物質(zhì)和還原物質(zhì)。某污水處理廠用聚合氯化鐵處理污水的結(jié)果如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出污水中投放聚合氯化鐵（以Fe/mg?L^-1計(jì)算）的最佳范圍約為

18～20

18～20

mg?L^-1。