Question

【題目】近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴(yán)重，主要是因?yàn)榇罅咳紵�含硫量較高的煤而形的，某興趣小組同學(xué)為驗(yàn)證煤中含有碳元素和硫元素進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模��?yàn)證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（溶液由紫紅色變?yōu)闊o色），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，其中X的化學(xué)式是_______。

（2）二氧化硫和二氧化碳一樣能使澄清石灰水變渾濁，它與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO3）和水。寫出二氧化硫與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式 _________。

（實(shí)驗(yàn)探究）根據(jù)上述資料，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
	步驟I中稀高錳酸鉀溶液褪色，步驟Ⅱ中澄清石灰水變渾濁	煤中含有碳元素和硫元素

（反思與交流）

（1）小紅認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)方案不合理，理由是________。

（2）為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，同學(xué)們又設(shè)計(jì)了如下圖所示實(shí)驗(yàn)方案（部分裝置在圖中略去）。

①圖中裝置C的作用是________。

②若要得出煤中含有碳元素和硫元素的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是____________。

Answer 1

【答案】H2O SO2+Ca(OH)2= CaSO3↓+H2O 二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，不能證明煤中含有碳元素 充分吸收二氧化硫，排除干擾 裝置B中稀高錳酸鉀溶液褪色，C中高錳酸鉀溶液不褪色或不完全褪色，D中澄清石灰水變渾濁

【解析】

[查閱資料]

（1）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（溶液由紫紅色變?yōu)闊o色），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)后硫、氧、鉀、錳、氫的原子個(gè)數(shù)分別是5、20、2、2、4，反應(yīng)前硫、氧、鉀、錳、氫的原子個(gè)數(shù)分別是5、18、2、2、0，則X中應(yīng)含有2個(gè)氧原子和4個(gè)氫原子，X的化學(xué)式是H2O。

（2）二氧化硫和二氧化碳一樣能使澄清石灰水變渾濁，它與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO3）和水，則反應(yīng)的化學(xué)方程式SO2+Ca(OH)2= CaSO3↓+H2O。

[反思交流]

（1）根據(jù)資料，二氧化硫能使高錳酸鉀褪色，根據(jù)步驟I中稀高錳酸鉀溶液褪色，可知煤燃燒有二氧化硫生成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知煤中含有硫元素，但是步驟Ⅱ中澄清石灰水變渾濁不能說明煤中含有碳元素，因?yàn)槊喝紵�生成的二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故小紅認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)方案不合理的理由是二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，不能證明煤中含有碳元素。

（2）

①根據(jù)題意可知要驗(yàn)證煤燃燒生成二氧化碳，在利用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳時(shí)需要排除二氧化硫的干擾，故圖中裝置C的作用是充分吸收二氧化硫，排除干擾或驗(yàn)證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾（合理即可）。

②由上分析可知，若要得出煤中含有碳元素和硫元素的結(jié)論，先通過使高錳酸鉀溶液褪色證明有二氧化硫，再除去二氧化硫，再驗(yàn)證二氧化碳即可，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是裝置B中稀高錳酸鉀溶液褪色，C中高錳酸鉀溶液不褪色或不完全褪色，D中澄清石灰水變渾濁。