Question

近幾年我國(guó)某些城市酸雨污染嚴(yán)重，主要因?yàn)榇罅咳紵�含硫量高的煤而形成的�?br />【提出問題】如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)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?yōu)闊o(wú)色），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”請(qǐng)寫出X的化學(xué)式

 

．
（2）“二氧化硫和二氧化碳一樣，能和澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)生成難溶于水的亞硫酸鈣（CaSO₃），也能使澄清石灰水變渾濁．”根據(jù)上述資料，甲同學(xué)、乙同學(xué)和丙同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（3）甲同學(xué)：
“實(shí)驗(yàn)操作”：甲同學(xué)進(jìn)行了如圖1所示A、B兩步實(shí)驗(yàn)：

“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(jié)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(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不合理，其理由是：

 

．
（5）丙同學(xué)：進(jìn)行了如圖2所示實(shí)驗(yàn)（部分裝置在圖中略去）：
【探究與結(jié)論】
（6）上圖C裝置的作用是

 

．
（7）丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中若已證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是：丙同學(xué)應(yīng)看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：B中高錳酸鉀溶液由紫紅色變無(wú)色，C中現(xiàn)象為

 

，D中澄清的石灰水變渾濁．

Answer 1

分析：本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式，檢驗(yàn)煤的碳元素和硫元素，需要我們知道質(zhì)量守恒定律，會(huì)推測(cè)未知的化學(xué)式；了解試驗(yàn)裝置的合理性和各裝置的作用，如：利用高錳酸鉀溶液是否褪色能驗(yàn)證和吸收二氧化硫；會(huì)分析各種試驗(yàn)現(xiàn)象：如使澄清石灰水變渾濁，則可能為二氧化硫和二氧化碳．

解答：解：（1）根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律和“5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X”，可知化學(xué)式為：H₂SO₄
（4）根據(jù)“二氧化硫和二氧化碳一樣，能和澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)生成難溶于水的亞硫酸鈣（CaSO₃），也能使澄清石灰水變渾濁”，故乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不合理，其理由是：因?yàn)槎�氧化硫也�?huì)使澄清石灰水變渾濁，無(wú)法證明煤中含有碳元素；
（6）上圖C裝置濃高錳酸鉀，作用是除去二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡．
（7）丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中若已證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是：丙同學(xué)應(yīng)看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：B中高錳酸鉀溶液由紫紅色變無(wú)色，C中現(xiàn)象為C中溶液仍為紫紅色變淺，或變紅，D中澄清的石灰水變渾濁．
故答案為：（1）H₂SO₄；
（4）因?yàn)槎�氧化硫也�?huì)使澄清石灰水變渾濁，無(wú)法證明煤中含有碳元素；
（6）除去二氧化硫并檢驗(yàn)二氧化硫是否除盡；
（7）C中溶液仍為紫紅色變淺，或變紅．

點(diǎn)評(píng)：本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式，檢驗(yàn)物質(zhì)的存在和物質(zhì)的性質(zhì)．培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和動(dòng)腦思考的能力．