水是人类最宝贵的自然资源，依据所学化学知识回答：
（1）小明利用如图所示的装置探究水的组成，写出该反应的化学式表达式 ，通电一段时间后，试管a收集到的气体是 ，正极与负极产生气体的体积比是 ；为了 ，需要在水中加入稀硫酸或氢氧化钠溶液。
（2）将“嫦娥一号” 送上太空的火箭推力巨大，因为它所使用的燃料是液氢、助燃剂是液氧，则液氢燃烧的化学式表达式为 。
（3）为了探究“水的净化”过程，某实验小组从护城河中取了水样，观察到水样浑浊，呈黄色，有异味，有固体小颗粒。现对水样进行如下处理步骤：
①加入活性炭吸附水中的颜色和异味；
②向水样中加入明矾搅拌溶解，静置一段时间后，进行 （填操作名称），除去了水样中的固体小颗粒，若进行完该操作后，发现滤液仍旧浑浊，造成这一现象的原因可能是 。
（4）自来水厂用二氧化氯消毒杀菌，二氧化氯的化学式为 ，其中氯元素的化合价为 。
（5）井水中含有较多的钙、镁离子，为降低硬度，日常生活中使用硬水会带来许多麻烦，家庭生活中常用来降低水硬度的方法是 。
写出下列反应的化学方程式，并在括号内注明反应基本类型：
（1）铁丝在氧气中燃烧 ，（）
（2）实验室用氯酸钾为原料制取氧气 ，（）
（3）二氧化碳与金属钠反应生成金刚石和碳酸钠 。
（1）现有H、C、O三种常见的元素，请选用其中的元素写出符合下列要求的物质各一种（用化学式表示）：
①具有还原性的气体化合物 ；②天然气的主要成分 ；
③含氧量最高的氧化物 ；④汽水中含有的一种酸 。
（2）①酸雨给人类生活和社会发展带来了严重危害。汽车尾气是导致酸雨的重要原因，为减少有害气体的排放，人们在汽车排气管上安装“催化转化器”，使尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为空气中体积分数最多的气体 （填化学式）和CO2。
②化学反应中，元素的化合价升高，则该元素所在的反应物是还原剂，反之则为氧化剂。那么上述反应中的NO是 剂。
③上述反应产生的CO2大量排放会导致 ，植树造林、低碳环保刻不容缓。
④实验室用澄清石灰水来检验二氧化碳气体，写出反应的化学方程式：
____________是保持物质化学性质的一种微粒，____________是化学变化中的最小微粒。
某种硫的氧化物中，硫元素与氧元素的质量比为2∶3，则该氧化物中硫元素的化合价是_________。
已知铝原子的结构示意图为 
，则铝原子核内有________个质子，原子核外有________个电子层。