Question

清晨用自來水漱口時(shí)偶爾會聞到刺激性氣味．小明帶著好奇，對此展開系列探究，請你思考并完成相關(guān)問題．
【查閱資料】自來水的刺激性氣味來源于殺菌、消毒劑
氯氣．常溫下溶于水中的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：H₂O+Cl₂=HClO+HCl．
HClO中氯元素的化合價(jià)是

 

．氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖中x=

 

，氯離子核外有

 

個(gè)電子．
【實(shí)驗(yàn)探究】取剛?cè)芙饬寺葰獾乃�（稱為氯水）少許于試管中，向其中滴入幾滴紫色石蕊試液，石蕊試液由紫色變

 

色，接著顏色褪去．
【質(zhì)疑】是什么物質(zhì)使石蕊試液褪色的呢？
【分析】氯水中存在的物質(zhì)有：H₂O、Cl₂、HClO、HCl，依據(jù)已有的化學(xué)知識，H₂O、HCl不會使石蕊試液褪色，是Cl₂或HClO或二者都能使石蕊試液褪色呢？
【實(shí)驗(yàn)方案】用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（圖中鐵架臺等支持裝置略去）

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：濕潤紅紙條褪色，干燥紅紙條不變色．
【交流討論】該實(shí)驗(yàn)方案是采用

 

的思路設(shè)計(jì)的．實(shí)驗(yàn)中NaOH溶液的作用是吸收未反應(yīng)完的氯氣．請你分析氯氣與水的反應(yīng)，寫出氯氣與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
【探究結(jié)論】從上述實(shí)驗(yàn)可推測使有色物質(zhì)褪色的是HClO而不是Cl₂．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,原子結(jié)構(gòu)示意圖與離子結(jié)構(gòu)示意圖,有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【查閱資料】根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，在原子里質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等，氯原子最外層電子數(shù)為7，得一個(gè)電子后形成8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析判斷；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)常溫下溶于水中的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)物中有鹽酸，鹽酸顯酸性，能使紫色石蕊溶液變紅進(jìn)行分析判斷；
【交流討論】根據(jù)裝置中“干燥紅紙和濕潤紅紙”中出現(xiàn)的現(xiàn)象不同，通過對照說明氯氣不能使石蕊褪色，HClO能使石蕊褪色；由于氯氣和水反應(yīng)生成的兩種物質(zhì)都屬于酸，都可以和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽（氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉，和HClO反應(yīng)生成NaClO）和水進(jìn)行分析判斷；

解答：解：【查閱資料】在HClO中，已知?dú)湓�素的化合價(jià)為+1，氧元素的化合價(jià)為-2，
設(shè)氯元素的化合價(jià)為X

+1x-2

HClO

根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零．
+1+x+（-2）=0
  x=+1；
在原子里質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等，所以X=17-2-8=7；氯原子最外層電子數(shù)為7，得一個(gè)電子后形成8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，變成離子，所以氯離子的核外有18個(gè)電子；故答案為：+1   7   18；
【實(shí)驗(yàn)探究】常溫下溶于水中的部分氯氣與水發(fā)生反應(yīng)：H₂O+Cl₂═HClO+HCl．由于產(chǎn)物中有鹽酸，鹽酸顯酸性，能使紫色石蕊溶液變紅；故答案為：紅；
【交流討論】通過裝置中“干燥紅紙和濕潤紅紙”中出現(xiàn)的現(xiàn)象不同，前者不變色，說明氯氣不能使石蕊褪色，后者紅色消失，說明氯氣和水反應(yīng)生成的HClO使石蕊褪色，通過對照說明氯氣不能使石蕊褪色，HClO能使石蕊褪色；由于氯氣和水反應(yīng)生成的兩種物質(zhì)都屬于酸，都可以和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽（氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉，和HClO反應(yīng)生成NaClO）和水；故答案為：對照實(shí)驗(yàn)   Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O．

點(diǎn)評：本題綜合性較強(qiáng)，考查學(xué)生化合價(jià)的求法，對題目中的信息的理解與應(yīng)用及靈活運(yùn)用進(jìn)行分析問題、解決問題的能力．