Question

有關(guān)資料顯示，我國(guó)的酸雨主要是因?yàn)榇罅咳紵�含硫量高的煤而形成的（在我�?guó)的能源結(jié)構(gòu)中，燃煤約占70%），此外，各種機(jī)動(dòng)車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。
【提出問題】通過實(shí)驗(yàn)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(gè)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(qǐng)推測(cè)其化學(xué)式：                                   。
②“二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁”。請(qǐng)書寫該反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                                                。
根據(jù)上述資料，甲同學(xué)和乙同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。
（1）甲同學(xué)：
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】甲同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示A、B兩步實(shí)驗(yàn)：

【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(shí)驗(yàn)方案是否合理并簡(jiǎn)述理由：                                          。
（2）乙同學(xué)：
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】乙同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示實(shí)驗(yàn)（部分裝置在圖中略去）：

B裝置的作用是                             。
【觀察現(xiàn)象】                                                                     
                                                        （請(qǐng)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

【查閱資料】①H₂SO₄ （1分）    ② SO₂+Ca(OH)₂===CaSO₃↓+H₂O（1分）
（1）不合理。因?yàn)槎�氧化硫也�?huì)使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素。（1分）
（2）檢驗(yàn)二氧化硫（1分）    B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色，D中溶液變渾濁

試題分析：【查閱資料】①由反應(yīng)的化學(xué)方程式5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O=K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2    可知，
反應(yīng)前    反應(yīng)后
硫原子       5           3
氧原子       20          12
鉀原子       2           2
錳原子       2           2
氫原子       4           0
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)變化前后原子的種類、數(shù)目不變，可判斷生成物2個(gè)未知分子中含有2個(gè)硫原子、8個(gè)氧原子和4個(gè)氫原子，則1個(gè)未知分子中含有1個(gè)硫原子、4個(gè)氧原子和2個(gè)氫原子，則該未知物質(zhì)的化學(xué)式為H₂SO₄。
②根據(jù)題意，“二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁”，結(jié)合二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+Ca(OH)₂=CaSO₃↓+H₂O。
（1）根據(jù)資料可知，A實(shí)驗(yàn)中的稀高錳酸鉀溶液褪色，說明反應(yīng)中有二氧化硫的生成，即可說明煤中含硫元素；而B實(shí)驗(yàn)中的澄清石灰水變渾濁，說明反應(yīng)中有二氧化碳或二氧化硫的生成，故能說明煤中可能含有碳元素，也可能含有硫元素，故該方案不合理。
（2）由于根據(jù)資料可知，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(yàn)二氧化硫的存在；而濃高錳酸鉀溶液可與二氧化硫反應(yīng)并除去二氧化硫，同時(shí)通過高錳酸鉀溶液又可檢驗(yàn)二氧化硫已被除盡，可排除后面用澄清石灰水變渾濁來證明二氧化碳的存在；故可觀察到：B中稀高錳酸鉀溶液褪色， C中的濃高錳酸鉀溶液仍為紫紅色，D中澄清石灰水變渾濁。
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。