Question

7．近幾年我國某些城市霧霾較為嚴重，主要是因為大量燃燒含硫量高的煤形成的大量固體小顆粒和二氧化硫．此外，各種機動車排放的尾氣也是形成霧霾的重要原因．
【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(zhì)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，
【實驗探究】
（3）甲同學進行了如圖所示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實驗方案不合理，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）丙同學進行了如圖所示實驗（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行尾氣處理的目的防止污染空氣．
（7）寫出A中發(fā)生反應的化學方程式（寫一個）C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．
（8）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(zhì)量守恒定律考慮；
（2）根據(jù)化學方程式的寫法考慮；
（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)碳和氧氣反應生成二氧化碳解答；
（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)生反應的性質(zhì)，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(zhì)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(zhì)X的化學式是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有沉淀生成，再寫化學方程式為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；進行尾氣處理的目的防止污染空氣；
（7）碳和氧氣反應生成二氧化碳，反應的化學方程式為：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；
（8）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；防止污染空氣；
（7）C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；
（8）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(zhì)的存在和物質(zhì)的性質(zhì)．培養(yǎng)了學生的動手能力和動腦思考的能力．