Question

近幾年我國(guó)某些城市酸雨污染較為嚴(yán)重，主要是因?yàn)榇罅咳紵�含硫量高的煤而形成的�?br />【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客ㄟ^實(shí)驗(yàn)證明煤中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），請(qǐng)完成該反應(yīng)的離子方程式：
（  ）SO₂ +（ ）MnO₄^— +（ ）    ＝（ ）     +（ ）Mn²⁺ +（ ）   
根據(jù)上述資料，甲同學(xué)和丙同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。
【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)：甲同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示A、B兩步實(shí)驗(yàn)：

“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”： A中稀高錳酸鉀溶液褪色，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。
（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲的方案不合理，其理由是：                                       
【實(shí)驗(yàn)探究】丙同學(xué)：丙同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示實(shí)驗(yàn)（部分裝置在圖中略去）：

（3）上圖C裝置的作用是                                                           
（4）證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是：                                               
（5）裝置C中的高錳酸鉀溶液也可以替換為               
A．足量I₂的淀粉溶液   B．足量飽和NaHCO₃溶液   C．足量Na₂SO₃溶液    D．足量溴水

Answer 1

（1）（ 5 ）SO₂ +（ 2 ）MnO₄^— +（ 2 ）H₂O＝（ 5 ）SO₄^2-+（ 2 ）Mn²⁺ +（ 4 ）H^＋
（2）SO₂也能使澄清石灰水變渾濁，不能證明煤中含有碳元素
（3）除去SO₂并檢驗(yàn)其是否除盡
（4）B中褪色， C中不褪色， D中變渾濁
（5）A D

試題分析：（1）在氧化還原反應(yīng)中應(yīng)該遵循質(zhì)量守恒定律和電子守恒。由于該反應(yīng)同時(shí)還是離子反應(yīng)，因此還應(yīng)該符合電荷守恒。該反應(yīng)方程式為5SO₂ +2MnO₄^— +2 H₂O＝5+ SO₄^2-+2Mn²⁺ + 4H^＋。（2）A中稀高錳酸鉀溶液褪色證明含有SO₂；B中澄清石灰水變渾濁，則可能是SO₂使澄清石灰水變渾濁的，也可能是SO₂與CO₂共同作用的結(jié)果。因此不能證明煤中含有碳元素。（3）在裝置A中使煤充分燃燒，通過B稀酸性高錳酸鉀溶液來檢驗(yàn)SO₂；通過C濃酸性高錳酸鉀溶液來除去SO₂，以確保完全除盡。然后在通過D澄清石灰水來檢驗(yàn)CO₂氣體。若澄清的石灰水變渾濁，則證明含有CO₂，否則就不含有CO₂。（4）證明煤中含有硫元素的現(xiàn)象是B中褪色，證明含有碳元素的現(xiàn)象是C中不褪色， D中變渾濁。（5）高錳酸鉀溶液有強(qiáng)氧化性，可以把SO₂氧化為硫酸。若用其它物質(zhì)來代替，只要物質(zhì)有強(qiáng)氧化性，可以與SO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)即可。A．I₂＋SO₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HI。溶液的紫色褪去。正確。B．NaHCO₃＋SO₂= NaHSO₃＋CO₂．雖然能除去SO₂，但是能產(chǎn)生CO₂，會(huì)影響CO₂的檢驗(yàn)。錯(cuò)誤。C．Na₂SO₃＋SO₂＋2H₂O=2NaHSO₃，由于該溶液呈堿性，也能吸收CO₂，所以會(huì)影響CO₂的檢驗(yàn)。錯(cuò)誤。D．足量溴水，發(fā)生反應(yīng)：Br₂＋SO₂＋2H₂O=H₂SO₄＋2HBr。但是與CO₂不能發(fā)生反應(yīng)，所以可以除去SO₂來檢驗(yàn)CO₂。正確。因此選項(xiàng)為AD。