Question

16．最近幾年冬天溫江經(jīng)常發(fā)生霧霾和酸雨，對環(huán)境污染較為嚴重．大量燃燒含硫量高的煤和各種機動車排放的尾氣，是形成霧霾和酸雨的重要原因．

【提出問題】通過實驗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），該反應的化學方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”這個化學方程式中物質X的化學式是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的化學方程式：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
根據(jù)上述資料，甲同學、乙同學和丙同學分別設計實驗方案進行了探究，
【探究和分析】
（3）甲同學進行了如圖1所示A、B兩步實驗．
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）乙同學認為甲同學的結論中生成CO₂不合理，其理由是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．
（5）丙同學：”實驗操作“：丙同學進行了如圖2所示實驗（部分裝置在圖中略去）證明CO₂和SO₂的生成：
【反思與表達】（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．
（7）丙同學的實驗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)質量守恒定律考慮；
（2）根據(jù)氫氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣和水進行分析；
（4）根據(jù)二氧化硫的特點考慮；
（6）根據(jù)主要是驗證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾；進行尾氣處理的目的防止污染空氣解答；
（7）根據(jù)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)生反應的性質，要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）根據(jù)反應的化學方程式5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X及質量守恒定律（反應前后各原子種類和數(shù)目不變）判斷：反應前5SO₂、2KMnO₄、2H₂O中共含有5個硫原子、2個鉀原子、2個錳原子、20個氧原子、4個氫原子，反應后K₂SO₄、2MnSO₄中共含有3個硫原子、2個鉀原子、2個錳原子、12個氧原子、0個氫原子，2X中應含有4個氫原子、2個硫原子、8個氧原子；一個X分子中應含有2個氫原子、1個硫原子、4個氧原子，所以這個化學方程式中最后一種物質X的化學式是H₂SO₄；
（2）氫氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣和水，化學方程式為：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）主要是驗證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾；
（7）二氧化硫的檢驗用品紅，二氧化硫會使之褪色，二氧化碳檢驗用澄清石灰水，檢驗二氧化碳之前先檢驗二氧化硫，再將之除盡，最后檢驗二氧化碳，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；
（7）B中溶液褪色，C中溶液不褪色，D中溶液變渾濁．

點評 本題以實驗探究的形式，檢驗物質的存在和物質的性質．培養(yǎng)了學生的動手能力和動腦思考的能力．