Question

【題目】某興趣小組對與自來水有關的實驗進行相關探究分析。

[實驗I ]探究物質(zhì)在水中的行為

（1）自來水廠可用適量氯氣（Cl2）來殺菌、消毒，是因為氯氣能與水反應生成能殺死水中病菌的HClO（次氯酸），其消毒過程的微觀化學反應如下圖所示:

①自來水來自天然水源，正常的天然降水略顯酸性的原因為_____________（用化學方程式表示）。

②實驗室可選用____________溶液來檢驗氯氣消毒過的自來水中是否含有Cl-。

③生活中如用氯氣消毒過的自來水養(yǎng)魚，通常先會將自來水爆曬段時間后再注入魚缸，其目的是________（用化學方程式表示）。

（2）二氧化氯（ClO2）是國際上公認的高效無毒、殺菌消毒的綠色消毒劑，溶于水后基本不與水發(fā)生化學反應。我國從2000年起已逐步用ClO2代替氯氣對飲用水進行消毒。二氧化氯中氯元素的化合價為__________。

[實驗II ]探究自來水是硬水還是軟水

（3）取試樣置于燒杯中，滴加肥皂水后攪拌發(fā)現(xiàn)__________，由此判斷自來水為硬水；生活中常采用_______方法既能降低水的硬度，又能殺菌消毒。

[實驗Ⅲ]用氯氣消毒過的自來水配制10%的氫氧化鈉溶液

（4）取一定質(zhì)量的氫氧化鈉固體置于燒杯中，邊加入氯氣消毒過的自來水邊攪拌，實驗過程中發(fā)現(xiàn)燒杯壁發(fā)燙，其主要原因是___________。用這種自來水所配制的10%氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)會____________（填 “偏大”或“偏小”或“無影響”）。

[實驗反思]

（5）在實驗室配制水溶液時，為了減少不必要的誤差，應該使用____________水。

Answer 1

【答案】 硝酸酸化的硝酸銀 +4 產(chǎn)生的泡沫較少，形成白色的垢狀物 加熱煮沸 NaOH溶于水放熱 偏小 蒸餾

【解析】

空氣中的二氧化碳溶于水，和水生成碳酸，氯離子和銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，次氯酸在光的照射下生成氯化氫和氧氣，化合物中各元素的正負化合價代數(shù)和為零。

（1）①自來水來自天然水源，正常的天然降水略顯酸性的原因為空氣中的二氧化碳溶于水，和水生成碳酸，顯酸性，反應的化學方程式表示為。

②氯離子和銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，不溶于硝酸，故實驗室可選用硝酸酸化的硝酸銀溶液來檢驗氯氣消毒過的自來水中是否含有Cl-。

③生活中如用氯氣消毒過的自來水養(yǎng)魚，通常先會將自來水爆曬段時間后再注入魚缸，目的是次氯酸在光的照射下生成氯化氫和氧氣，反應的化學方程式表示為。

（2）二氧化氯的化學式為ClO2，氧元素的化合價為-2價，設氯元素的化合價為x，化合物中各元素的正負化合價代數(shù)和為零，，，故二氧化氯中氯元素的化合價為+4價。

（3）鑒別硬水和軟水，加肥皂水產(chǎn)生泡沫較多是軟水，泡沫較少的是硬水，故取試樣置于燒杯中，滴加肥皂水后攪拌發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的泡沫較少，形成白色的垢狀物，由此判斷自來水為硬水；生活中常采用加熱煮沸方法既能降低水的硬度，又能殺菌消毒。

（4）氫氧化鈉溶于水放熱，故取一定質(zhì)量的氫氧化鈉固體置于燒杯中，邊加入氯氣消毒過的自來水邊攪拌，實驗過程中發(fā)現(xiàn)燒杯壁發(fā)燙，其主要原因是NaOH溶于水放熱。氯氣能與水反應生成能殺死水中病菌的HClO （次氯酸），次氯酸可以和氫氧化鈉反應導致氫氧化鈉的質(zhì)量減小，故用這種自來水所配制的10%氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)會偏小。

（5）蒸餾水是純凈物，故在實驗室配制水溶液時，為了減少不必要的誤差，應該使用蒸餾水。