Question

有关资料显示，我国的酸雨主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的（在我国的能源结构中，燃煤约占70%），此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

【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（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O="==" K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2    ”资料上这个化学方程式中最后一种物质的化学式印刷不清楚，请推测其化学式：                                   。

②“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊”。请书写该反应的化学方程式：                                                                。

根据上述资料，甲同学和乙同学分别设计实验方案进行探究。

（1）甲同学：

【进行实验】甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

【观察现象】A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。

【得出结论】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。

你认为该实验方案是否合理并简述理由：                                          。

（2）乙同学：

【进行实验】乙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

B装置的作用是                             。

【观察现象】                                                                     

                                                        （请写出B、C、D中的现象）。

【得出结论】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。

 

Answer 1

【答案】

【查阅资料】①H₂SO₄ （1分）    ② SO₂+Ca(OH)₂===CaSO₃↓+H₂O（1分）

（1）不合理。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。（1分）

（2）检验二氧化硫（1分）    B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色，D中溶液变浑浊

【解析】

试题分析：【查阅资料】①由反应的化学方程式5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O=K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2    可知，

反应前    反应后

硫原子       5           3

氧原子       20          12

钾原子       2           2

锰原子       2           2

氢原子       4           0

根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类、数目不变，可判断生成物2个未知分子中含有2个硫原子、8个氧原子和4个氢原子，则1个未知分子中含有1个硫原子、4个氧原子和2个氢原子，则该未知物质的化学式为H₂SO₄。

②根据题意，“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊”，结合二氧化碳和氢氧化钙反应的化学方程式可知，二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式为SO₂+Ca(OH)₂=CaSO₃↓+H₂O。

（1）根据资料可知，A实验中的稀高锰酸钾溶液褪色，说明反应中有二氧化硫的生成，即可说明煤中含硫元素；而B实验中的澄清石灰水变浑浊，说明反应中有二氧化碳或二氧化硫的生成，故能说明煤中可能含有碳元素，也可能含有硫元素，故该方案不合理。

（2）由于根据资料可知，二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），故B装置的作用是检验二氧化硫的存在；而浓高锰酸钾溶液可与二氧化硫反应并除去二氧化硫，同时通过高锰酸钾溶液又可检验二氧化硫已被除尽，可排除后面用澄清石灰水变浑浊来证明二氧化碳的存在；故可观察到：B中稀高锰酸钾溶液褪色， C中的浓高锰酸钾溶液仍为紫红色，D中澄清石灰水变浑浊。

考点：酸雨的产生、危害及防治，实验探究物质的组成成分以及含量，有关化学式的计算和推断，反应现象和本质的联系，质量守恒定律及其应用，书写化学方程式

点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。