解题思路：由题意可知，在自来水消毒过程通常要发生化学反应的微观过程，根据反应前的物质和反应后的物质的微观粒子，可以书写化学方程式为：Cl2+H2O=HCl+HClO；可以判断哪项正确．
由题意如图可知，根据反应前的物质和反应后的物质的微观粒子，反应的化学方程式为：Cl2+H2O=HCl+HClO．
A、由图示可知反应物中有氯气（单质）参加，故A错误；
B、置换反应的特点是“单质与化合物生成单质与化合物”，该反应的生成物不符合该特点，不是置换反应，故B错误；
C、由上图可知，生成物有2种，故C错误；
D、在氯化氢中氯元素的化合价是-1，在HClO中氯元素的化合价是+1，故D正确．
故选：D．
点评：
本题考点： 微粒观点及模型图的应用；有关元素化合价的计算；反应类型的判定．
考点点评： 掌握微粒观点及模型图的应用；了解单质和化合物的判别；掌握置换反应及其应用是解题的关键．