Question

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．
【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：

 

．
（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：

 

．并寫出實驗室制取二氧化碳的化學方程式：

 

．
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：

 

．
（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

 

．
（7）要證明煤中含有碳元素和硫元素的現象是：丙同學的實驗中

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,二氧化碳的化學性質,質量守恒定律及其應用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數都不變；
（2）氫氧化鈣和二氧化硫反應生成亞硫酸鈣沉淀和水；
碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
（4）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；
（6）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；
（7）根據實驗設計，可以判斷實驗現象．

解答：解：（1）根據質量守恒定律可知，每個X中含有2個氫原子、1個硫原子和4個氧原子，是硫酸，化學式是
H₂SO₄．
故填：H₂SO₄．
（2）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．
故填：Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
②實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，通常情況下，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式為：
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）甲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．
故填：因為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．
（6）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．
（7）實驗現象是：B中稀高錳酸鉀褪色說明有二氧化硫產生，證明煤中有硫元素，D中澄清石灰水變渾濁說明有二氧化碳產生，證明煤中有碳元素．
故填：B中稀高錳酸鉀溶液褪色，D中澄清石灰水變渾濁．

點評：實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．