Question

13．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+2H₂SO₄”．
（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，甲同學、乙同學和丙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”：甲同學進行了如下圖所示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：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．
（5）丙同學：
“實驗操作”：丙同學進行了如下圖所示實驗（部分裝置在圖中略去）：

【探究與結論】（6）上圖C裝置的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡．
（7）要證明煤中含有碳元素和硫元素，丙同學的實驗中現象是B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色，D中溶液變渾濁．

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]（2）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；
故答案為：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）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．
（6）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．
故答案是：除去二氧化硫并檢驗二氧化硫是否除盡．
（7）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．
故答案是：B中溶液褪色，C中溶液仍為紫紅色，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．