Question

7．近幾年我國某些城市霧霾較為嚴(yán)重，主要是因?yàn)榇罅咳紵�含硫量高的煤形成的大量固體小顆粒和二氧化硫．此外，各種機(jī)動(dòng)車排放的尾氣也是形成霧霾的重要原因．
【提出問題】通過實(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），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”這個(gè)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(qǐng)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，甲同學(xué)、乙同學(xué)和丙同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了探究，
【實(shí)驗(yàn)探究】
（3）甲同學(xué)進(jìn)行了如圖所示A、B兩步實(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．
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．
（4）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不合理，其理由是二氧化硫也會(huì)使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素．
（5）丙同學(xué)進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn)（部分裝置在圖中略去）．

（6）上圖中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進(jìn)行尾氣處理的目的防止污染空氣．
（7）寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式（寫一個(gè)）C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂．
（8）丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中要證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是B中溶液褪色，C中溶液不褪色，D中溶液變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律考慮；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式的寫法考慮；
（4）根據(jù)二氧化硫的特點(diǎn)考慮；
（6）根據(jù)主要是驗(yàn)證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾；進(jìn)行尾氣處理的目的防止污染空氣解答；
（7）根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳解答；
（8）二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氫氧化鈣之間發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)，要先驗(yàn)證二氧化硫再除去二氧化硫再驗(yàn)證二氧化碳；

解答 解：
（1）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X及質(zhì)量守恒定律（反應(yīng)前后各原子種類和數(shù)目不變）判斷：反應(yīng)前5SO₂、2KMnO₄、2H₂O中共含有5個(gè)硫原子、2個(gè)鉀原子、2個(gè)錳原子、20個(gè)氧原子、4個(gè)氫原子，反應(yīng)后K₂SO₄、2MnSO₄中共含有3個(gè)硫原子、2個(gè)鉀原子、2個(gè)錳原子、12個(gè)氧原子、0個(gè)氫原子，2X中應(yīng)含有4個(gè)氫原子、2個(gè)硫原子、8個(gè)氧原子；一個(gè)X分子中應(yīng)含有2個(gè)氫原子、1個(gè)硫原子、4個(gè)氧原子，所以這個(gè)化學(xué)方程式中最后一種物質(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)有沉淀生成，再寫化學(xué)方程式為SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）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；
（6）主要是驗(yàn)證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾；進(jìn)行尾氣處理的目的防止污染空氣；
（7）碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂；
（8）二氧化硫的檢驗(yàn)用品紅，二氧化硫會(huì)使之褪色，二氧化碳檢驗(yàn)用澄清石灰水，檢驗(yàn)二氧化碳之前先檢驗(yàn)二氧化硫，再將之除盡，最后檢驗(yàn)二氧化碳，二氧化碳能使石灰水變渾濁，故答案為：B中溶液褪色，C中溶液不褪色，D中溶液變渾濁．
故答案為：
（1）H₂SO₄；
（2）SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）二氧化硫也會(huì)使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素；
（6）除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾；防止污染空氣；
（7）C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂；
（8）B中溶液褪色，C中溶液不褪色，D中溶液變渾濁．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式，檢驗(yàn)物質(zhì)的存在和物質(zhì)的性質(zhì)．培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和動(dòng)腦思考的能力．