Question

（8分）近幾年我國(guó)某些城市空氣受到污染，形成酸雨較為嚴(yán)重，主要是因?yàn)榇罅咳紵�含硫量高的煤而形成的；此外，各種機(jī)動(dòng)車(chē)排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。
【提出問(wèn)題】通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明煤中含有碳元素和硫元素。
【查閱資料】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 + 2 H₂SO₄。
（1）高錳酸鉀中錳元素的化合價(jià)為             價(jià)。
（2）二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁。請(qǐng)寫(xiě)出二氧化硫與澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                            （2分）。
根據(jù)上述資料，甲同學(xué)、乙同學(xué)、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)的實(shí)驗(yàn)操作：甲同學(xué)進(jìn)行了如下圖所示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)的實(shí)驗(yàn)操作：丙同學(xué)進(jìn)行了如圖所示實(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）要證明煤中含有碳元素和硫元素，丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象是:B                
C                                              D                                  。

Answer 1

（1）+7（1分） （2）SO₂+Ca(OH)₂ ＝ CaSO₃↓+H₂O（2分） （4）二氧化硫也會(huì)使澄清石灰水變渾濁，無(wú)法證明煤中含有碳元素（1分）（6）除去過(guò)多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾（1分） （7）B中的溶液褪色，（1分）C中的溶液不褪色，（1分）D中澄清的石灰水變渾濁 （1分）。

試題分析：（1）根據(jù)在化合物中，正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零來(lái)解答，KMnO₄中K元素化合價(jià)為+1，氧元素的化合價(jià)為-2，設(shè)Mn的化合價(jià)為x，可得（+1）+x+（-2）×4=0，解得x=+7；
（2）由題意可知，二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明二氧化硫與澄清石灰水反應(yīng)有沉淀生成，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+Ca(OH)₂ ＝ CaSO₃↓+H₂O；
（4）由題意可知，二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，所以甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作中的澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象不能證明有二氧化碳的生成，也就不能判斷煤中含有碳元素，故甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不合理；
（6）由于二氧化硫的存在會(huì)影響對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn)，所以檢驗(yàn)二氧化碳之前，要先將二氧化硫除去，結(jié)合高錳酸鉀的特點(diǎn)可知，圖中C裝置的作用是除去過(guò)多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾；
（7）結(jié)合題意可知，要證明煤中含有碳元素和硫元素，就要先驗(yàn)證二氧化硫，再除去二氧化硫，最后再驗(yàn)證二氧化碳，即丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象是：B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水變渾濁。
點(diǎn)評(píng)：本考點(diǎn)探究了煤炭的組成元素，屬于實(shí)驗(yàn)探究題，既有實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究，又有結(jié)論的探究，還考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)能力，要能找出實(shí)驗(yàn)的不足之處，并加以改進(jìn)。