内容正文:
第2章 空气与水资源
考点01 空气中氧气体积分数的测定
考点02 空气的成分及用途
考点03 混合物和纯净物
考点04 氧气的性质
考点05 氧气的制备
考点06 化学反应分类
考点07 电解水实验
考点08 水的净化
▉考点01 空气中氧气体积分数的测定
实验装置
实验现象
实验结论
红磷燃烧,产生 ,并放出热量;冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水 ,瓶内液面上升约 。
氧气约占空气总体积的 。
反应的化学方程式:
1.实验原理:红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,瓶内气体 ,压强 ,冷却后打开弹簧夹,烧杯内的水会被压入集气瓶,进入水的体积即为瓶内消耗 的体积。
2.预先在集气瓶里放少量水的目的: 。
3.实验误差分析:
结果小于1/5,原因可能是:① ;② ;③ 。
结果大于1/5,原因可能是:① ;② 。
4.剩余气体的性质:
物理性质: ;化学性质: 。
▉考点02 空气的成分及用途
1.各组分气体的体积分数大约是:氮气 ,氧气 ,稀有气体 ,还含有二氧化碳、其他气体和杂质。
2.氧气的性质和用途
性质
用途
能
动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持
炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
3.氮气的性质和用途
性质
用途
在一定条件下可以发生反应
制造硝酸和氮肥
化学性质
常用作 (焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以 )
液氮的温度
医疗上可在液氮 麻醉条件下做手术,超导材料在液氮的 环境下能显示超导性能
4.稀有气体的性质和用途
稀有气体包括 、氪、氙和氡。它们都是 颜色, 气味的气体。
性质
用途
化学性质很不活泼
可用作 。其中氦气还因为密度远小于空气而用于
通电时能发出不同颜色的光
可制成多种用途的 ,如航标灯、照明灯、霓虹灯等
液态氦的温度很低
制造 环境
【特别提醒】
①通常情况下,空气中各成分的含量保持相对稳定。
②空气中各成分的含量指的是体积分数,而不是质量分数。
▉考点03 混合物和纯净物
1.纯净物:只由 组成的物质。纯净物可以用 来表示。如氧气可表示为O2,二氧化碳可表示为CO2等。
2.混合物:由 的物质混合而成的物质,如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。
【特别提醒】
①爆炸不一定都是化学变化,如火药爆炸是化学变化,气球爆炸、车胎爆炸均是物理变化。
②有发光、放热现象的不一定都是化学变化,如蜡烛燃烧发光、放热是化学变化,灯泡通电发光、放热发生的是物理变化。
▉考点04 氧气的性质
1.物理性质
(1)色、味、态:通常情况下无色无味气体。
(2)密度:密度比空气 (故收集的一瓶氧气,要 在桌面上)。
(3)溶解性: 溶于水(故可以用 收集)。
(4)三态变化:在一定的条件下可液化成 液体或固化成 固体。
2.化学性质
(1)具有 ,能使带火星木条复燃。
(2)性质 ,能与许多物质发生反应,并放出大量的热。
①木炭燃烧
现象:空气中红热;氧气中剧烈燃烧,发出 ,放出热量,生成的 。
化学方程式: 。
②蜡烛燃烧
现象:空气中发红光,氧气中发白光,放热,生成水雾和使澄清石灰水变浑浊的气体。
文字表达式: 。
③铁丝燃烧
现象:空气中变红热,氧气中剧烈燃烧, ,放热,生成 固体。
化学方程式: 。
【注意事项】
①集气瓶底放一些水或沙子的目的:防止反应产生的高温固体溅落,避免集气瓶炸裂。
②铁丝绕成螺旋状的目的:增大受热面积。
③铁丝下端火柴的目的:引燃铁丝。
④火柴快燃尽才伸入瓶内的目的:防止火柴燃烧消耗过多氧气。
▉考点05 氧气的制备
1.氧气的工业制法
(1)分离液态空气法
原理:利用液态氧气和液态氮气的 ,属于 变化。
(2) 膜分离技术
原理:利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质,属于 变化。
2.氧气的实验室制法
试剂
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
过氧化氢和二氧化锰
反应原理
试剂状态
反应条件
发生装置
【注意事项】用高锰酸钾制取氧气(用排水法)实验注意:
①导管应刚刚露出橡胶塞,便于氧气排出。
②试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
③试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流到试管底部,使试管炸裂。
④收集时,要等到气泡连续均匀冒出时,再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气,此时收集,会导致收集的氧气不纯。
⑤停止反应时,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则易使水槽内的水倒吸回试管,引起试管炸裂。
▉考点06 化学反应分类
1.基本反应类型
(1)化合反应: 。(“多变一”)
(2)分解反应: 。(“一变多”)
2.非基本反应类型:
氧化反应:物质与 发生的化学反应。
【注意事项】
氧化反应不一定是化合反应(如石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质),化合反应不一定是氧化反应。
▉考点07 电解水实验
反应原理
实验现象
两电极上都有 产生,一段时间后,正极所产生的气体与负极所产生的气体体积之比约为 。
气体检验
正极:将燃着的木条放在玻璃管尖嘴处,木条 ,证明该气体是 。
负极:将燃着的木条放在玻璃管尖嘴处,气体 ,产生 火焰,证明该气体是 。
实验结论
水由 组成
▉考点08 水的净化
自来水厂净水过程
取水→加絮凝剂(明矾) →过滤→ 吸附→消毒(通氯气等)→配水
净化方法
沉淀、过滤、吸附、消毒( 变化)、 (单一操作净化程度最高)
常用净水剂
明矾:与水反应生成胶状物,吸附
活性炭:具有吸附性,可吸附水中的
过滤操作
一贴、二低、三靠
硬水和软水
定义: 可溶性钙、镁化合物的水叫硬水, 可溶性钙、镁化合物的水叫软水
鉴别:取样,加等量的 ,振荡,产生 的是硬水,反之是软水
硬水的软化:生活中 ,实验室 ,工业上 ,
【总结归纳】过滤是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。
(1)仪器:漏斗、玻璃棒(作用引流)、烧杯、铁架台(带铁圈)
(2)要点:
①一贴:滤纸紧贴漏斗内壁(否则过滤很慢)。
②二低:滤纸边缘要低于漏斗边缘,滤液边缘要低于滤纸边缘(防止液体从缝隙流下,过滤失败)。
③三靠:烧杯口要紧靠玻璃棒;玻璃棒要轻靠3层滤纸;漏斗下端要紧靠烧杯内壁(防止滤液溅出)。
(3)过滤后仍然浑浊的可能原因:滤纸破损;液面高于滤纸边缘;仪器不干净。
(4)过滤后仍然浑浊的处理方法:清洗仪器,更换滤纸,重新过滤。
1.(2024·云南·中考真题)空气成分中,体积分数约占78%的是
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
2.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)下列关于氧气用途的说法错误的是
A.炼钢 B.航天燃料 C.医疗急救 D.潜水
3.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置(夹持装置已省略),对该实验认识正确的是
A.现象:实验过程中,红磷燃烧,产生大量白雾
B.推论:实验后,玻璃管中剩余气体具有可燃性
C.分析:红磷的量多或少,都不会影响实验结果
D.评价:用改进装置实验,能减少对空气的污染
4.(2024·江苏常州·中考真题)下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是
A.取用药品 B.加热药品
C.收集氧气 D.氧气验满
5.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)“生命吸管”可以解决野外极限环境中的饮水问题。“生命吸管”中没有用到的净水方法是
A.过滤 B.吸附 C.消毒 D.蒸馏
6.(2024·江苏镇江·中考真题)下列属于纯净物的是
A.矿泉水 B.液态氮 C.加碘盐 D.不锈钢
7.(2024·河南·中考真题)电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是
A.甲管中的电极连接的是电源正极
B.乙管中的气体能使带火星的木条复燃
C.该实验生成的氢气与氧气的质量比为1:8
D.该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的
8.(2024·北京·中考真题)选用如图装置进行的制取实验。
(1)用制取的化学方程式为 ,发生装置是 (填序号)。
(2)用向上排空气法收集的原因是 。
(3)用带火星的木条检验已收集满,现象是 。
9.(2024·山东枣庄·中考真题)实验室中对某河水的水样进行净化处理,设计流程如图所示。
回答下列问题:
(1)明矾的作用是 。
(2)操作1的名称是 ,用到的玻璃仪器有 (填一种即可)。
(3)加活性炭是利用其 性除去水样中的异味等。
(4)净化水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
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第2章 空气与水资源
考点01 空气中氧气体积分数的测定
考点02 空气的成分及用途
考点03 混合物和纯净物
考点04 氧气的性质
考点05 氧气的制备
考点06 化学反应分类
考点07 电解水实验
考点08 水的净化
▉考点01 空气中氧气体积分数的测定
实验装置
实验现象
实验结论
红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量;冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水被吸入集气瓶,瓶内液面上升约1/5。
氧气约占空气总体积的1/5。
反应的化学方程式:
4P+5O2 点燃 2P2O5
1.实验原理:红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,瓶内气体减少,压强减小,冷却后打开弹簧夹,烧杯内的水会被压入集气瓶,进入水的体积即为瓶内消耗氧气的体积。
2.预先在集气瓶里放少量水的目的:吸收五氧化二磷和降温。
3.实验误差分析:
结果小于1/5,原因可能是:①装置漏气;②红磷量不足;③未冷却到室温就打开弹簧夹。
结果大于1/5,原因可能是:①弹簧没有夹紧;②插入燃烧匙太慢。
4.剩余气体的性质:
物理性质:无色无味的气体,难溶于水;化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
▉考点02 空气的成分及用途
1.各组分气体的体积分数大约是:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,还含有二氧化碳、其他气体和杂质。
2.氧气的性质和用途
性质
用途
能供给呼吸
动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持燃烧
炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
3.氮气的性质和用途
性质
用途
在一定条件下可以发生反应
制造硝酸和氮肥
化学性质不活泼
常用作保护气(焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐)
液氮的温度很低
医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术,超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
4.稀有气体的性质和用途
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。它们都是没有颜色,没有气味的气体。
性质
用途
化学性质很不活泼
可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球
通电时能发出不同颜色的光
可制成多种用途的电光源,如航标灯、照明灯、霓虹灯等
液态氦的温度很低
制造低温环境
【特别提醒】
①通常情况下,空气中各成分的含量保持相对稳定。
②空气中各成分的含量指的是体积分数,而不是质量分数。
▉考点03 混合物和纯净物
1.纯净物:只由一种物质组成的物质。纯净物可以用化学符号来表示。如氧气可表示为O2,二氧化碳可表示为CO2等。
2.混合物:由两种或两种以上的物质混合而成的物质,如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。
【特别提醒】
①爆炸不一定都是化学变化,如火药爆炸是化学变化,气球爆炸、车胎爆炸均是物理变化。
②有发光、放热现象的不一定都是化学变化,如蜡烛燃烧发光、放热是化学变化,灯泡通电发光、放热发生的是物理变化。
▉考点04 氧气的性质
1.物理性质
(1)色、味、态:通常情况下,无色无味气体。
(2)密度:密度比空气略大(故收集的一瓶氧气,要正放在桌面上)。
(3)溶解性:不易溶于水(故可以用排水法收集)。
(4)三态变化:在一定的条件下可液化成淡蓝色液体或固化成淡蓝色固体。
2.化学性质
(1)具有助燃性,能使带火星木条复燃。
(2)性质比较活泼,能与许多物质发生反应,并放出大量的热。
①木炭燃烧
现象:空气中红热;氧气中剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成的无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊。化学方程式:C+O2 点燃 CO2
②蜡烛燃烧
现象:空气中发红光,氧气中发白光,放热,生成水雾和使澄清石灰水变浑浊的气体。
文字表达式:石蜡 + 氧气 水 + 二氧化碳
③铁丝燃烧
现象:空气中变红热,氧气中剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体。
化学方程式:3Fe+2O2 点燃 Fe3O4
【注意事项】
①集气瓶底放一些水或沙子的目的:防止反应产生的高温固体溅落,避免集气瓶炸裂。
②铁丝绕成螺旋状的目的:增大受热面积。
③铁丝下端火柴的目的:引燃铁丝。
④火柴快燃尽才伸入瓶内的目的:防止火柴燃烧消耗过多氧气。
▉考点05 氧气的制备
1.氧气的工业制法
(1)分离液态空气法
原理:利用液态氧气和液态氮气的沸点不同,属于物理变化。
(2) 膜分离技术
原理:利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质,属于物理变化。
2.氧气的实验室制法
试剂
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
过氧化氢和二氧化锰
反应原理
2KMnO4 ∆ K2MnO4+MnO2+O2↑
(
∆
)2KClO3 MnO2 2KCl+3O2↑
2H2O2 MnO2 2H2O+O2 ↑
试剂状态
固态
固态+固态
固态+液态
反应条件
加热
加热、催化剂
催化剂
发生装置
【注意事项】用高锰酸钾制取氧气(用排水法)实验注意:
①导管应刚刚露出橡胶塞,便于氧气排出。
②试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
③试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流到试管底部,使试管炸裂。
④收集时,要等到气泡连续均匀冒出时,再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气,此时收集,会导致收集的氧气不纯。
⑤停止反应时,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则易使水槽内的水倒吸回试管,引起试管炸裂。
▉考点06 化学反应分类
1.基本反应类型
(1)化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。(“多变一”)
(2)分解反应:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。(“一变多”)
2.非基本反应类型:
氧化反应:物质与氧气发生的化学反应。
【注意事项】
氧化反应不一定是化合反应(如石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质),化合反应不一定是氧化反应。
▉考点07 电解水实验
反应原理
2H2O 通电 2H2↑+O2 ↑
实验现象
两电极上都有气泡产生,一段时间后,正极所产生的气体与负极所产生的气体体积之比约为1:2。
气体检验
正极:将燃着的木条放在玻璃管尖嘴处,木条燃烧更旺,证明该气体是氧气。
负极:将燃着的木条放在玻璃管尖嘴处,气体燃烧,产生淡蓝色火焰,证明该气体是氢气。
实验结论
水由氢元素和氧元素组成
▉考点08 水的净化
自来水厂净水过程
取水→加絮凝剂(明矾)沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒(通氯气等)→配水
净化方法
沉淀、过滤、吸附、消毒(化学变化)、蒸馏(单一操作净化程度最高)
常用净水剂
明矾:与水反应生成胶状物,吸附悬浮杂质使其沉降
活性炭:具有吸附性,可吸附水中的色素和异味
过滤操作
一贴、二低、三靠
硬水和软水
定义:含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水,不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水
鉴别:取样,加等量的肥皂水,振荡,产生浮渣多、泡沫少的是硬水,反之是软水
硬水的软化:生活中煮沸,实验室中蒸馏,工业上离子交换树脂,
【总结归纳】过滤是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法。
(1)仪器:漏斗、玻璃棒(作用引流)、烧杯、铁架台(带铁圈)
(2)要点:
①一贴:滤纸紧贴漏斗内壁(否则过滤很慢)。
②二低:滤纸边缘要低于漏斗边缘,滤液边缘要低于滤纸边缘(防止液体从缝隙流下,过滤失败)。
③三靠:烧杯口要紧靠玻璃棒;玻璃棒要轻靠3层滤纸;漏斗下端要紧靠烧杯内壁(防止滤液溅出)。
(3)过滤后仍然浑浊的可能原因:滤纸破损;液面高于滤纸边缘;仪器不干净。
(4)过滤后仍然浑浊的处理方法:清洗仪器,更换滤纸,重新过滤。
1.(2024·云南·中考真题)空气成分中,体积分数约占78%的是
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】A、空气成分中,氮气体积分数约占78%,故A正确;
B、空气成分中,氧气体积分数约占21%,故B错误;
C、空气成分中,稀有气体积分数约占0.94%,故C错误;
D、空气成分中,二氧化碳体积分数约占0.03%,故D错误。
故选:A。
2.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)下列关于氧气用途的说法错误的是
A.炼钢 B.航天燃料 C.医疗急救 D.潜水
【答案】B
【解析】A、氧气具有助燃性,可用于炼钢,该选项不符合题意;
B、氧气具有助燃性,可用作助燃剂,用于航天,氧气不具有可燃性,不可用作燃料,该选项符合题意;
C、氧气可以供给呼吸,可以用于医疗急救,该选项不符合题意;
D、氧气可以供给呼吸,可以用于潜水,该选项不符合题意;
故选:B。
3.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)如图是测定空气中氧气含量的改进实验装置(夹持装置已省略),对该实验认识正确的是
A.现象:实验过程中,红磷燃烧,产生大量白雾
B.推论:实验后,玻璃管中剩余气体具有可燃性
C.分析:红磷的量多或少,都不会影响实验结果
D.评价:用改进装置实验,能减少对空气的污染
【答案】D
【解析】A、实验过程中,红磷燃烧,产生大量白烟,A错误;
B、实验后,红磷有剩余,且不再燃烧,说明玻璃管中剩余气体不具有可燃性,B错误;
C、红磷必须过量,确保试管中的氧气被完全消耗,红磷不足会导致试管中有氧气剩余,测量结果偏小,C错误;
D、红磷燃烧产生的五氧化二磷是有毒物质,该装置在密封装置内引燃红磷,能减少五氧化二磷对空气的污染,D正确。
故选:D。
4.(2024·江苏常州·中考真题)下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是
A.取用药品 B.加热药品
C.收集氧气 D.氧气验满
【答案】C
【解析】A、取用粉末状药品时,试管倾斜,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,故选项错误;
B、给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,故选项错误;
C、氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集氧气,故选项正确;
D、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不能伸入集气瓶内,故选项错误;
故选:C。
5.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)“生命吸管”可以解决野外极限环境中的饮水问题。“生命吸管”中没有用到的净水方法是
A.过滤 B.吸附 C.消毒 D.蒸馏
【答案】D
【解析】A、生命吸管中的超滤膜和PP棉均可起到过滤的作用,除去难溶性杂质,不符合题意;
B、生命吸管中的活性炭具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味,不符合题意;
C、生命吸管中的抗菌球可以起到消毒的作用,可除去细菌和病毒等,不符合题意;
D、生命吸管不能起到蒸馏的作用,符合题意。
故选D。
6.(2024·江苏镇江·中考真题)下列属于纯净物的是
A.矿泉水 B.液态氮 C.加碘盐 D.不锈钢
【答案】B
【解析】A、矿泉水由水、可溶性矿物质等混合而成,属于混合物,不符合题意;
B、液态氮是液态氮气,由氮气一种物质组成,属于纯净物,符合题意;
C、加碘盐由氯化钠、碘酸钾等混合而成,属于混合物,不符合题意;
D、不锈钢由铁、碳等混合而成,属于混合物,不符合题意。
故选B。
7.(2024·河南·中考真题)电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是
A.甲管中的电极连接的是电源正极
B.乙管中的气体能使带火星的木条复燃
C.该实验生成的氢气与氧气的质量比为1:8
D.该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的
【答案】A
【解析】A、电解水实验中,根据“正氧负氢、氧一氢二”,甲管中产生的气体较多,为氢气,则甲管中的电极连接的是电源负极,故A说法不正确;
B、乙管中的气体较少,为氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故B说法正确;
C、水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,则该实验生成的氢气与氧气的质量比为4:32=1:8,故C说法正确;
D、水通电分解生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的,故D说法正确;
故选:A。
8.(2024·北京·中考真题)选用如图装置进行的制取实验。
(1)用制取的化学方程式为 ,发生装置是 (填序号)。
(2)用向上排空气法收集的原因是 。
(3)用带火星的木条检验已收集满,现象是 。
【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ A
(2)氧气密度大于空气
(3)将带火星的木条放于集气瓶口,若木条复燃,则氧气集满
【解析】(1)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,该反应的反应物是固体,反应条件是加热,属于固体加热型,发生装置是A;
(2)氧气密度大于空气,可用用向上排空气法收集;
(3)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,检验其收集满的方法是将带火星的木条放于集气瓶口,若木条复燃,则氧气集满。
9.(2024·山东枣庄·中考真题)实验室中对某河水的水样进行净化处理,设计流程如图所示。
回答下列问题:
(1)明矾的作用是 。
(2)操作1的名称是 ,用到的玻璃仪器有 (填一种即可)。
(3)加活性炭是利用其 性除去水样中的异味等。
(4)净化水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1)加速沉降(沉降等)
(2) 过滤 漏斗/玻璃棒/烧杯等
(3)吸附
(4)混合物
【解析】(1)明矾溶于水会形成胶状物,吸附水中悬浮的杂质,使其沉降。
(2)由图可知,操作1能将固体和液体分离,则其名称为过滤;
过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
(3)活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味。
(4)沉淀、过滤能除去水中的难溶性杂质,活性炭能除去颜色和异味,消毒剂能除去细菌病毒,最终得到的净化水中仍含有可溶性杂质,则属于混合物。
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