Question

清晨用自来水漱口时偶尔会闻到刺激性气味．小明带着好奇，对此展开系列探究，请你思考并完成相关问题．
【查阅资料】自来水的刺激性气味来源于杀菌、消毒剂
氯气．常温下溶于水中的部分氯气与水发生反应：H₂O+Cl₂=HClO+HCl．
HClO中氯元素的化合价是

 

．氯的原子结构示意图中x=

 

，氯离子核外有

 

个电子．
【实验探究】取刚溶解了氯气的水（称为氯水）少许于试管中，向其中滴入几滴紫色石蕊试液，石蕊试液由紫色变

 

色，接着颜色褪去．
【质疑】是什么物质使石蕊试液褪色的呢？
【分析】氯水中存在的物质有：H₂O、Cl₂、HClO、HCl，依据已有的化学知识，H₂O、HCl不会使石蕊试液褪色，是Cl₂或HClO或二者都能使石蕊试液褪色呢？
【实验方案】用如图所示实验装置进行实验．（图中铁架台等支持装置略去）

实验现象：湿润红纸条褪色，干燥红纸条不变色．
【交流讨论】该实验方案是采用

 

的思路设计的．实验中NaOH溶液的作用是吸收未反应完的氯气．请你分析氯气与水的反应，写出氯气与NaOH溶液反应的化学方程式：

 

．
【探究结论】从上述实验可推测使有色物质褪色的是HClO而不是Cl₂．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,原子结构示意图与离子结构示意图,有关元素化合价的计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【查阅资料】根据正负化合价代数和为零，在原子里质子数和核外电子数相等，氯原子最外层电子数为7，得一个电子后形成8个电子的稳定结构进行分析判断；
【实验探究】根据常温下溶于水中的部分氯气与水发生反应产物中有盐酸，盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红进行分析判断；
【交流讨论】根据装置中“干燥红纸和湿润红纸”中出现的现象不同，通过对照说明氯气不能使石蕊褪色，HClO能使石蕊褪色；由于氯气和水反应生成的两种物质都属于酸，都可以和氢氧化钠发生中和反应生成相应的盐（氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠，和HClO反应生成NaClO）和水进行分析判断；

解答：解：【查阅资料】在HClO中，已知氢元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，
设氯元素的化合价为X

+1x-2

HClO

根据正负化合价代数和为零．
+1+x+（-2）=0
  x=+1；
在原子里质子数和核外电子数相等，所以X=17-2-8=7；氯原子最外层电子数为7，得一个电子后形成8个电子的稳定结构，变成离子，所以氯离子的核外有18个电子；故答案为：+1   7   18；
【实验探究】常温下溶于水中的部分氯气与水发生反应：H₂O+Cl₂═HClO+HCl．由于产物中有盐酸，盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红；故答案为：红；
【交流讨论】通过装置中“干燥红纸和湿润红纸”中出现的现象不同，前者不变色，说明氯气不能使石蕊褪色，后者红色消失，说明氯气和水反应生成的HClO使石蕊褪色，通过对照说明氯气不能使石蕊褪色，HClO能使石蕊褪色；由于氯气和水反应生成的两种物质都属于酸，都可以和氢氧化钠发生中和反应生成相应的盐（氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠，和HClO反应生成NaClO）和水；故答案为：对照实验   Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O．

点评：本题综合性较强，考查学生化合价的求法，对题目中的信息的理解与应用及灵活运用进行分析问题、解决问题的能力．