Question

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要原因之一是大量燃烧含硫量高的煤而形成的。

【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。

【查阅资料】

（1）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫色变为无色），该反应的化学方程式为

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2X，X的化学式为       。

（2）二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。

根据上述资料，甲、乙、丙同学分别设计实验方案进行探究。

【实验探究】甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

观察到了A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊的现象，于是他得出了煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素的结论。

乙同学认为甲同学的实验方案不合理，理由是                             。

丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【解释与结论】上图C装置的作用是                                    。

丙同学通过                                             的现象，得出了煤中含有碳元素和硫元素的结论。

 

Answer 1

【答案】

【查阅资料】  H₂SO₄

【实验探究】二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素。

【解释与结论】除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰

B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊 （2分）

【解析】：（1）5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X，反应前含有5个硫原子，2个钾原子，2个锰原子，4个氢原子，20个氧原子，反应后已有2个钾原子，2个锰原子，3个硫原子，12个氧原子，故2X中含有4个氢原子，2个硫原子和8个氧原子，故X中含有2个氢原子、1个硫原子和4个氧原子，故X为H₂SO₄；

【实验探究】据资料知，A试验中的稀高锰酸钾溶液褪色，说明煤中含硫元素．B试验中的澄清石灰水变浑浊，说明煤中可能含有碳元素也可能含有硫元素．故不合理．

故答案为：因为二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素

【解释与结论】浓高锰酸钾溶液可与二氧化硫反应除去二氧化硫，故C装置的作用是：除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰

B中的溶液褪色，说明煤燃烧生成了二氧化硫，C中的溶液不褪色说明二氧化硫与B中的高锰酸钾完全反应，D中澄清的石灰水变浑浊，说明煤燃烧生成了二氧化碳，故可得出煤中含有碳元素和硫元素的结论