水是宝贵的自然资源，在工农业生产和日常生活中有着极其广泛的运用。如图为自来水厂净水过程示意图：

(1)净水时需加入明矾的目的是______________，吸附池内用活性炭吸附水中杂质属于_________变化，经沉淀、过滤等净化处理后所得的水________(填“是”或“不是”)纯水。
(2)自来水厂常用的消毒剂有二氧化氯(ClO₂)、漂白粉等。二氧化氯(ClO₂)中氯元素的化合价为______。
(3)家庭生活中可以用________检验某水样是硬水还是软水，可用________的方法降低水的硬度。
(4)下图装置进行电解水的实验。回答以下问题：

①和a相连的是电源的______极，b中收集到的气体是_______，如果电解水的速率慢，可以采取的措施是_______________。
②b中气体体积总是大于a中气体2倍的原因是____________________(答一点即可)。电解水时如果通电时间过长，水可能从中间的长颈漏斗口溢出，从分子角度解释其原因_____________。
③电解水反应的文字表达式为_____________________，该实验能够说明水是由氢元素与氧元素组成的理论依据是_________________________。