Question

4．近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴(yán)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+2”．資料上這個化學(xué)方程式中最后一種物質(zhì)的化學(xué)式印刷不清楚，請推測其化學(xué)式：H₂SO₄．（在上教版九年級化學(xué)教材中即用此原理檢驗含硫火柴中的硫元素．）
②“二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁．”請書寫該反應(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)和乙同學(xué)分別設(shè)計實驗方案進(jìn)行探究．
（1）甲同學(xué)：
[進(jìn)行實驗]甲同學(xué)進(jìn)行了如圖1所示A、B兩步實驗：

[觀察現(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．
你認(rèn)為該實驗方案是否合理并簡述理由：不合理，因為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．
（2）乙同學(xué)：
[進(jìn)行實驗]乙同學(xué)進(jìn)行了如圖2所示實驗（部分裝置在圖中略去）：
B裝置的作用是檢驗二氧化硫，C裝置的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡．
[觀察現(xiàn)象]B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色，D中溶液變渾濁（請寫出B、C、D中的現(xiàn)象）．
[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．

Answer 1

分析 本題以實驗探究的形式，檢驗煤的碳元素和硫元素，需要我們知道質(zhì)量守恒定律；會書寫化學(xué)反應(yīng)式；了解試驗裝置的合理性；查閱資料：①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子個數(shù)不變可解答；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，前后元素種類不變，可解答；根據(jù)二氧化硫也能使石灰水變渾濁來解答；根據(jù)二氧化碳和二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)來解答；根據(jù)使反應(yīng)充分的條件解答；實驗中C裝置的作用是檢驗二氧化硫是否存在．

解答 解：【提出問題】①據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，其化學(xué)式為：H₂SO₄②二氧化硫能使澄清石灰水變渾濁，一定生成了沉淀物CaSO₃，故化學(xué)反應(yīng)式為：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；故填：H₂SO₄；SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（1）據(jù)資料知，A試驗中的稀高錳酸鉀溶液褪色，說明煤中含硫元素．B試驗中的澄清石灰水變渾濁，說明煤中可能含有碳元素也可能含有硫元素．故不合理．
故答案為：不合理，因為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；
（2）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（由紫紅色變?yōu)闊o色），故B裝置的作用是：檢驗二氧化硫；濃高錳酸鉀溶液可與二氧化硫反應(yīng)除去二氧化硫，高錳酸鉀溶液又可檢驗二氧化硫的存在．故C裝置的作用是：除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡；觀察現(xiàn)象：加熱碳粉生成二氧化硫，二氧化硫與稀高錳酸鉀溶液反應(yīng)并使其褪色．二氧化硫在B中已與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，C中的濃高錳酸鉀溶液仍為紫紅色．煤粉燃燒生成的二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁．故B、C、D中的現(xiàn)象分別為：B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色，D中溶液變渾濁．故答案為：檢驗二氧化硫；除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡；B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色，D中溶液變渾濁．

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