Question

18．近幾年，我國酸雨污染較為嚴重．有關資料顯示，我國的酸雨主要是因為大量燃燒含硫量高的煤而形成的．
【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+2 ”．資料上這個化學方程式中最后一種物質的化學式印刷不清楚，請推測其化學式：H₂SO₄．（在上教版九年級化學教材中即用此原理檢驗含硫火柴中的硫元素．）二氧化硫還能使澄清石灰水變渾濁．
②用化學方程式表示出二氧化硫形成硫酸型酸雨的過程（任寫一種）：SO₂+H₂O═H₂SO₃；2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄．
根據上述資料，甲同學和乙同學分別設計實驗方案進行探究．
（1）甲同學：
【進行實驗】甲同學進行了如圖1所示A、B兩步實驗：

【觀察現象】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．
你認為該實驗方案是否合理并簡述理由：不合理．因為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．
（2）乙同學：
【進行實驗】乙同學進行了如圖2所示實驗（部分裝置在圖中略去）：B裝置的作用是檢驗二氧化硫，C裝置的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡．
【觀察現象】
（請寫出B、C、D中的現象）B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色（或顏色變淺），D中溶液變渾濁．
【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．

Answer 1

分析 本題以實驗探究的形式，檢驗煤的碳元素和硫元素，需要我們知道質量守恒定律；會書寫化學反應式；了解試驗裝置的合理性；會分析各種試驗現象．

解答 解：[查閱資料]①據物質的質量守恒定律可知，其化學式為：H₂SO₄②二氧化硫能使澄清石灰水變渾濁，一定生成了沉淀物CaSO₃．故化學反應式為：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O
（1）據資料知，A試驗中的稀高錳酸鉀溶液褪色，說明煤中含硫元素．B試驗中的澄清石灰水變渾濁，說明煤中可能含有碳元素也可能含有硫元素．故不合理．
故答案為：因為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．
（2）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（由紫紅色變為無色），故B裝置的作用是：檢驗二氧化硫；濃高錳酸鉀溶液可與二氧化硫反應除去二氧化硫，高錳酸鉀溶液又可檢驗二氧化硫的存在．故C裝置的作用是：除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡；
觀察現象：加熱碳粉生成二氧化硫，二氧化硫與稀高錳酸鉀溶液反應并使其褪色．二氧化硫在B中已與高錳酸鉀溶液反應，C中的濃高錳酸鉀溶液仍為紫紅色．煤粉燃燒生成的二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁．
故B、C、D中的現象分別為：B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色（或顏色變淺），D中溶液變渾濁；
答案：
①H₂SO₄；②SO₂+H₂O═H₂SO₃；2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；
（1）不合理．因為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．
（2）檢驗二氧化硫； 除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡；
B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色（或顏色變淺），D中溶液變渾濁．

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．