Question

18．近幾年我國(guó)某些城市酸雨污染較為嚴(yán)重，主要由大量燃燒含硫量高的煤而造成的，另外機(jī)動(dòng)車排放的尾氣也是不可忽視的一個(gè)因素．
【提出問(wèn)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】I．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+2H₂SO₄．
II．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）．請(qǐng)寫出二氧化硫使澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式：（1）Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
根據(jù)上述資料，甲同學(xué)和乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究．
【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)進(jìn)行了如圖1所示實(shí)驗(yàn)（部分裝置在圖中略去）：

【探究與結(jié)論】（2）圖C裝置的作用是除去二氧化硫．
（3）實(shí)驗(yàn)中看到以下哪些現(xiàn)象可以證明煤中含有碳元素和硫元素③①．（填序號(hào)）
①B中稀高錳酸鉀溶液褪色②B中稀高錳酸鉀溶液不褪色
③D中澄清石灰水變渾濁④D中澄清石灰水不變渾濁
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須控制好通入氣體的速率，以防止反應(yīng)不充分產(chǎn)生CO．一般應(yīng)對(duì)產(chǎn)生CO的實(shí)驗(yàn)流程需要進(jìn)行尾氣處理，尾氣處理可采用的方法是點(diǎn)燃或收集．
（5）假設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每一步均能充分反應(yīng)，且S、C分別轉(zhuǎn)化為SO₂、CO₂，不考慮水蒸氣影響，5g煤粉樣品充分反應(yīng)后，B、C、D三個(gè)裝置質(zhì)量分別增加0.8g、0.2g、13.2g，則該煤粉樣品含硫量為10.0%（結(jié)果精確到0.1%）．
【另辟蹊徑】乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，以證明煤中含有碳元素和硫元素；
（6）你認(rèn)為乙同學(xué)的設(shè)計(jì)是否合理？否．（填“是”或“否”） 其原因是二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明煤燃燒產(chǎn)生二氧化碳．
（7）為了減少酸雨的形成，你有什么好的建議？煤炭在燃燒前采取脫硫措施或采用其它清潔能源．
（8）如圖3是貼在某汽車加油站的廣告宣傳畫，請(qǐng)根據(jù)你的理解判斷以下敘述正確的是②③．
①玉米汁可用作汽車燃料
②由玉米生產(chǎn)的酒精可作汽車燃料
③推廣玉米生產(chǎn)的燃料可在一定程度上緩解當(dāng)前的能源危機(jī)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀和水解答；
（2）除去二氧化硫的氣體，如果能使澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明該氣體是二氧化碳；
（3）根據(jù)二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁解答；
（4）根據(jù)CO有毒解答；
（5）根據(jù)二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色解答．
（6）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，當(dāng)澄清石灰水變渾濁時(shí)，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．
（7）根據(jù)酸雨的形成原因來(lái)分析；
（8）根據(jù)玉米中主要含有淀粉，可通過(guò)發(fā)酵制乙醇，乙醇有可燃性，是清潔燃料回答．

解答 解：（1）二氧化硫與澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）上圖C裝置的作用是除去二氧化硫，以免影響對(duì)二氧化碳的判斷．
故填：除去二氧化硫．
（3）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁；如果B中稀高錳酸鉀溶液褪色，D中澄清石灰水變渾濁，可以證明煤中含有碳元素和硫元素；
（4）CO有毒，為防止污染空氣，尾氣處理可采用的方法是點(diǎn)燃；
（5）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，B、C裝置中增加的質(zhì)量為二氧化硫的質(zhì)量為0.8g+0.2g=1g
硫元素的質(zhì)量=1g×$\frac{32}{64}$×100%=0.5g；
含硫量為：$\frac{0.5g}{5g}$×100%=10.0%．
（6）乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明煤燃燒產(chǎn)生二氧化碳．
（7）使用清潔能源，煤炭在使用進(jìn)行脫硫處理均可減少酸雨的形成；故填：使用清潔能源，煤炭在使用進(jìn)行脫硫處理；
（8）玉米中主要含有淀粉，可通過(guò)發(fā)酵制乙醇，乙醇有可燃性，是清潔燃料，可用作汽車燃料，所以①錯(cuò)誤②正確；當(dāng)前能源危機(jī)加劇，所以 ③推廣玉米生產(chǎn)的燃料可在一定程度上緩解當(dāng)前的能源危機(jī)是正確的．
故答案為：
（1）Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）除去二氧化硫；
（3）③①；
（4）點(diǎn)燃或收集；
（5）10.0%．
（6）否；二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，該實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明煤燃燒產(chǎn)生二氧化碳；
（7）煤炭在燃燒前采取脫硫措施或采用其它清潔能源等．（答案合理即可）
（8）②③．

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．