Question

15．近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴(yán)重，主要原因是燃燒含硫量高的煤及機(jī)動(dòng)車排放的尾氣．
【提出問題】煤中是否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色），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
5SO₂+2KMnO₄+2H₂OK₂SO₄+2MnSO₄+2X，其中X的化學(xué)式是：H₂SO₄ ．
②二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
根據(jù)上述資料，甲、乙同學(xué)進(jìn)行了如圖1實(shí)驗(yàn)探究．
【實(shí)驗(yàn)探究】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)象為 A中稀高錳酸鉀溶液褪色，B中澄清石灰水變渾濁．由此甲同學(xué)認(rèn)為：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．乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的方案不合理，于是進(jìn)行了如圖2所示實(shí)驗(yàn)（夾持裝置略去）：
【結(jié)論與反思】（1）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：二氧化硫也可使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素．
（2）上圖C裝置的作用是除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾．
（3）要證明煤中含有碳元素和硫元素，則乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)為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．

Answer 1

分析 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以判斷物質(zhì)的化學(xué)式；根據(jù)題目信息可知：二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，因此甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不合理；C裝置的作用是把二氧化硫全部吸收，避免產(chǎn)生干擾；只要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，就證明煤中含有碳元素和硫元素．

解答 解：【查閱資料】①根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前含有5個(gè)硫原子，2個(gè)鉀原子，2個(gè)錳原子，4個(gè)氫原子，20個(gè)氧原子，反應(yīng)后已有2個(gè)鉀原子，2個(gè)錳原子，3個(gè)硫原子，12個(gè)氧原子，故2X中含有4個(gè)氫原子，2個(gè)硫原子和8個(gè)氧原子，故X中含有2個(gè)氫原子、1個(gè)硫原子和4個(gè)氧原子，故X為H₂SO₄；
②由二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，說明二氧化硫與澄清石灰水反應(yīng)有沉淀生成，再寫方程式即可；
【結(jié)論與反思】（1）二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，因此甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不合理，故答案為：二氧化硫也會(huì)使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素
（2）C裝置的作用是把二氧化硫全部吸收，避免產(chǎn)生干擾，故答案為：除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾
（3）乙的實(shí)驗(yàn)方案中，只要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，就證明煤中含有碳元素和硫元素．故答案為：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．
故答案為：【查閱資料】①H₂SO₄；②SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
【結(jié)論與反思】（1）二氧化硫也可使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素
（2）除去過多的二氧化硫或排除二氧化硫的干擾（合理給分）
（3）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)過程的探究，又有結(jié)論的探究．首先提出問題、查閱資料，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后得出正確的結(jié)論．還考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)能力，找出實(shí)驗(yàn)的不足之處，并加以改進(jìn)．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．