Question

18．近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴重，主要由大量燃燒含硫量高的煤而造成的，另外機動車排放的尾氣也是不可忽視的一個因素．
【提出問題】如何通過實驗證明煤中含有碳元素和硫元素．
【查閱資料】I．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+2H₂SO₄．
II．二氧化硫和二氧化碳一樣，能和澄清石灰水發生反應生成難溶于水的亞硫酸鈣（CaSO₃）．請寫出二氧化硫使澄清石灰水變渾濁的化學方程式：（1）Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
根據上述資料，甲同學和乙同學設計實驗方案進行探究．
【實驗探究】甲同學進行了如圖1所示實驗（部分裝置在圖中略去）：

【探究與結論】（2）圖C裝置的作用是除去二氧化硫．
（3）實驗中看到以下哪些現象可以證明煤中含有碳元素和硫元素③①．（填序號）
①B中稀高錳酸鉀溶液褪色②B中稀高錳酸鉀溶液不褪色
③D中澄清石灰水變渾濁④D中澄清石灰水不變渾濁
（4）實驗過程中必須控制好通入氣體的速率，以防止反應不充分產生CO．一般應對產生CO的實驗流程需要進行尾氣處理，尾氣處理可采用的方法是點燃或收集．
（5）假設實驗過程中每一步均能充分反應，且S、C分別轉化為SO₂、CO₂，不考慮水蒸氣影響，5g煤粉樣品充分反應后，B、C、D三個裝置質量分別增加0.8g、0.2g、13.2g，則該煤粉樣品含硫量為10.0%（結果精確到0.1%）．
【另辟蹊徑】乙同學設計了如圖2所示兩個實驗，以證明煤中含有碳元素和硫元素；
（6）你認為乙同學的設計是否合理？否．（填“是”或“否”） 其原因是二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，該實驗不能說明煤燃燒產生二氧化碳．
（7）為了減少酸雨的形成，你有什么好的建議？煤炭在燃燒前采取脫硫措施或采用其它清潔能源．
（8）如圖3是貼在某汽車加油站的廣告宣傳畫，請根據你的理解判斷以下敘述正確的是②③．
①玉米汁可用作汽車燃料
②由玉米生產的酒精可作汽車燃料
③推廣玉米生產的燃料可在一定程度上緩解當前的能源危機．

Answer 1

分析 （1）根據氫氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣沉淀和水解答；
（2）除去二氧化硫的氣體，如果能使澄清石灰水變渾濁，說明該氣體是二氧化碳；
（3）根據二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁解答；
（4）根據CO有毒解答；
（5）根據二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色解答．
（6）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，當澄清石灰水變渾濁時，氣體可能是二氧化碳，也可能是二氧化硫，也可能是二氧化碳和二氧化硫的混合物．
（7）根據酸雨的形成原因來分析；
（8）根據玉米中主要含有淀粉，可通過發酵制乙醇，乙醇有可燃性，是清潔燃料回答．

解答 解：（1）二氧化硫與澄清石灰水反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）上圖C裝置的作用是除去二氧化硫，以免影響對二氧化碳的判斷．
故填：除去二氧化硫．
（3）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁；如果B中稀高錳酸鉀溶液褪色，D中澄清石灰水變渾濁，可以證明煤中含有碳元素和硫元素；
（4）CO有毒，為防止污染空氣，尾氣處理可采用的方法是點燃；
（5）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，B、C裝置中增加的質量為二氧化硫的質量為0.8g+0.2g=1g
硫元素的質量=1g×$\frac{32}{64}$×100%=0.5g；
含硫量為：$\frac{0.5g}{5g}$×100%=10.0%．
（6）乙同學的實驗方案不合理，其理由是：二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，該實驗不能說明煤燃燒產生二氧化碳．
（7）使用清潔能源，煤炭在使用進行脫硫處理均可減少酸雨的形成；故填：使用清潔能源，煤炭在使用進行脫硫處理；
（8）玉米中主要含有淀粉，可通過發酵制乙醇，乙醇有可燃性，是清潔燃料，可用作汽車燃料，所以①錯誤②正確；當前能源危機加劇，所以 ③推廣玉米生產的燃料可在一定程度上緩解當前的能源危機是正確的．
故答案為：
（1）Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）除去二氧化硫；
（3）③①；
（4）點燃或收集；
（5）10.0%．
（6）否；二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，該實驗不能說明煤燃燒產生二氧化碳；
（7）煤炭在燃燒前采取脫硫措施或采用其它清潔能源等．（答案合理即可）
（8）②③．

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．