Question

某兴趣小组对与自来水有关的实验进行相关探究分析。

[实验I ]探究物质在水中的行为

（1）自来水厂可用适量氯气（Cl₂）来杀菌、消毒，是因为氯气能与水反应生成能杀死水中病菌的HClO（次氯酸），其消毒过程的微观化学反应如下图所示:

 

①自来水来自天然水源，正常的天然降水略显酸性的原因为_____________（用化学方程式表示）。

②实验室可选用____________溶液来检验氯气消毒过的自来水中是否含有Cl^-。

③生活中如用氯气消毒过的自来水养鱼，通常先会将自来水爆晒段时间后再注入鱼缸，其目的是________（用化学方程式表示）。

（2）二氧化氯（ClO₂）是国际上公认的高效无毒、杀菌消毒的绿色消毒剂，溶于水后基本不与水发生化学反应。我国从2000年起已逐步用ClO₂代替氯气对饮用水进行消毒。二氧化氯中氯元素的化合价为__________。

[实验II ]探究自来水是硬水还是软水

（3）取试样置于烧杯中，滴加肥皂水后搅拌发现__________，由此判断自来水为硬水；生活中常采用_______方法既能降低水的硬度，又能杀菌消毒。

[实验Ⅲ]用氯气消毒过的自来水配制10%的氢氧化钠溶液

（4）取一定质量的氢氧化钠固体置于烧杯中，边加入氯气消毒过的自来水边搅拌，实验过程中发现烧杯壁发烫，其主要原因是___________。用这种自来水所配制的10%氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数会____________（填 “偏大”或“偏小”或“无影响”）。

[实验反思]

（5）在实验室配制水溶液时，为了减少不必要的误差，应该使用____________水。

Answer

硝酸酸化的硝酸银 +4 产生的泡沫较少，形成白色的垢状物 加热煮沸 NaOH溶于水放热 偏小 蒸馏

【解析】

空气中的二氧化碳溶于水，和水生成碳酸，氯离子和银离子反应生成氯化银白色沉淀，次氯酸在光的照射下生成氯化氢和氧气，化合物中各元素的正负化合价代数和为零。

（1）①自来水来自天然水源，正常的天然降水略显酸性的原因为空气中的二氧化碳溶于水，和水生成碳酸，显酸性，反应的化学方程式表示为。

②氯离子和银离子反应生成氯化银白色沉淀，不溶于硝酸，故实验室可选用硝酸酸化的硝酸银溶液来检验氯气消毒过的自来水中是否含有Cl-。

③生活中如用氯气消毒过的自来水养鱼，通常先会将自来水爆晒段时间后再注入鱼缸，目的是次氯酸在光的照射下生成氯化氢和氧气，反应的化学方程式表示为。

（2）二氧化氯的化学式为ClO2，氧元素的化合价为-2价，设氯元素的化合价为x，化合物中各元素的正负化合价代数和为零，，，故二氧化氯中氯元素的化合价为+4价。

（3）鉴别硬水和软水，加肥皂水产生泡沫较多是软水，泡沫较少的是硬水，故取试样置于烧杯中，滴加肥皂水后搅拌发现产生的泡沫较少，形成白色的垢状物，由此判断自来水为硬水；生活中常采用加热煮沸方法既能降低水的硬度，又能杀菌消毒。

（4）氢氧化钠溶于水放热，故取一定质量的氢氧化钠固体置于烧杯中，边加入氯气消毒过的自来水边搅拌，实验过程中发现烧杯壁发烫，其主要原因是NaOH溶于水放热。氯气能与水反应生成能杀死水中病菌的HClO （次氯酸），次氯酸可以和氢氧化钠反应导致氢氧化钠的质量减小，故用这种自来水所配制的10%氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数会偏小。

（5）蒸馏水是纯净物，故在实验室配制水溶液时，为了减少不必要的误差，应该使用蒸馏水。