Question

1．近幾年某些城市酸雨污染較為嚴重，主要是因為大量燃燒含硫量高的煤而形成的，此外，各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因．
【提出問題】通過實驗證明煤中是否含有碳元素和硫元素．
【查閱資料】
（1）“二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（由紫紅色變?yōu)闊o色）”，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X．這個化學(xué)方程式中物質(zhì)X的化學(xué)式是H₂SO₄．
（2）“二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁．”請寫出二氧化硫與澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
根據(jù)上述資料，甲、乙同學(xué)分別設(shè)計實驗方案進行探究．
【實驗探究】甲同學(xué)進行了如圖1所示A、B兩步實驗：
【實驗現(xiàn)象】A中高錳酸鉀溶液褪色，B中澄清石灰水變渾濁．
【得出結(jié)論】煤燃燒生成二氧化硫和二氧化碳，證明煤中含有碳元素和硫元素．
【實驗評價】（3）你認為甲同學(xué)的實驗方案不合理（填“合理”或“不合理”），其理由是：由于二氧化硫也能使石灰水變渾濁，所以不能判斷含有碳元素．
【實驗探究】乙同學(xué)進行了如圖2所示實驗（部分裝置在圖中略去）：

【探究與結(jié)論】
（4）上圖C裝置的作用是除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾．
（5）要證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是：乙同學(xué)的實驗中B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律進行分析；
（2）根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣和水進行分析；
（3）根據(jù)二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)進行分析；
（4）根據(jù)高錳酸鉀溶液的特點進行分析；
（5）先驗證二氧化硫，再除去二氧化硫，再驗證二氧化碳．

解答 解：（1）利用質(zhì)量守恒定律，根據(jù)反應(yīng)前后各原子種類和數(shù)目不變，則5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”中最后一種物質(zhì)X的化學(xué)式是：H₂SO₄；
（2）由二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，說明二氧化硫與澄清石灰水反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（3）通過分析可知，甲同學(xué)的實驗方案不合理，由于二氧化硫也能使石灰水變渾濁，所以不能判斷含有碳元素；
（4）C裝置的作用主要是：驗證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾；
（5）先通過使高錳酸鉀溶液褪色證明有二氧化硫，再除去二氧化硫，再驗證二氧化碳即可，所以B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水變渾濁．
故答案為：
（1）H₂SO₄；
（2）SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（3）不合理，二氧化硫也會使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素；
（4）除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾；
（5）B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水變渾濁．

點評 通過回答本題知道了根據(jù)質(zhì)量守恒定律，計算化學(xué)式的方法（利用反應(yīng)前后原子個數(shù)不變），還弄懂了二氧化硫與二氧化碳的檢驗方法．二氧化硫用高錳酸鉀溶液來檢驗，二氧化碳用石灰水檢驗．