Question

5．近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴重，主要是因為大量燃燒含硫量高的煤而形成的，此外，各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因．
【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（由紫紅色變為無色），該反應的化學方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”．這個化學方程式中 最后一種物質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．
根據上述資料，甲、乙、丙三位同學分別設計實驗方案進行探究．
【實驗探究】（3）甲同學：“實驗操作”：甲同學進行了如圖1所示A、B兩步實驗：

“實驗現象”：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：“實驗操作”：丙同學進行了如圖2所示實驗（部分裝置在圖中略去）：
【探究與結論】如圖2所示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．丙同學的實驗能證明煤中含有碳元素的現象是：C中溶液不褪色，D中溶液澄清的石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒定律考慮；
（2）根據化學方程式的寫法考慮；
（4）根據二氧化硫的特點考慮；
（5）根據高錳酸鉀溶液的特點考慮；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）利用質量守恒定律，根據反應前后各原子種類和數目不變，則5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”中最后一種物質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；
（5）主要是驗證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾；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，再驗證二氧化碳即可，故B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水變渾濁．
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；
（5）除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾；C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水變渾濁．

點評 本題以實驗探究的形式，檢驗物質的存在和物質的性質．培養了學生的動手能力和動腦思考的能力．