Question

【题目】煤是一种化石燃料，某化学小组同学对其组成元素进行了相关探究活动：

（提出问题）煤中是否含有碳元素和硫元素。

（查阅资料）

(1)二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。

(2)二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变为无色)，该反应的化学方程式为：5SO2+2KMnO4+2X=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4，其中X的化学式是__，依据的原理是___。

根据上述资料，甲、乙同学进行了如下实验探究。

（实验探究）

实验1：甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

A实验中高锰酸钾溶液褪色，B实验中澄清石灰水变浑浊。甲同学根据A实验中高锰酸钾溶液褪色，得出：煤中含有___元素，根据B实验中澄清石灰水变浑浊得出：煤中含有碳元素。乙同学认为甲同学的方案的不合理，理由是：___。

实验2：乙同学设计并进行了如下图所示实验(夹持装置略去)：

（实验现象）

(1)装置C中的现象是____。

(2)装置D中的现象是___，相应的方程式为：___，该反应在实验室可用来检验___。

（实验结论）煤中含有碳元素和硫元素。

（实验反思）

(1)将煤块粉碎成煤粉的目的是____。

(2)实验中装置C的作用是____。

(3)化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量不断上升，从而导致___效应增强，全球气候变暖。

（拓展运用）

通过该探究活动知道了如何区别二氧化碳和二氧化硫，其方法是____。

Answer 1

【答案】H2O 质量守恒定律（化学变化中，原子的种类、数目不发生改变） 硫(或S) 二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素 溶液仍为紫红色 溶液变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 二氧化碳气体 增大接触面积，使其充分燃烧 检验二氧化硫是否除尽 温室 将气体通入高锰酸钾溶液中，若溶液由由紫红色变为无色，则该气体是二氧化硫，若溶液仍为紫红色，则该气体是二氧化碳。

【解析】

[提出问题]

(2) 据质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类、个数不变，反应前有18个氧原子、2个钾原子、2个锰原子、5个硫原子，反应后有2个钾原子、2个锰原子、5个硫原子，20个氧原子、4个氢原子，所以一个X的分子中有2个氢原子、1个氧原子； X的化学式为H2O：

[实验探究]

实验1：二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变为无色)，二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀而使澄清石灰水变浑浊，A实验中高锰酸钾溶液褪色，B实验中澄清石灰水变浑浊。甲同学根据A实验中高锰酸钾溶液褪色，得出：煤中含有硫元素。乙同学认为：甲同学的方案的不合理，理由是：二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素；

实验2：

[实验现象]

(1)装置C中的现象是高锰酸钾溶液不褪色，说明二氧化硫已经被吸收尽；

(2)装置D中的现象是澄清石灰水变浑浊，相应的方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，该反应在实验室可用来检验二氧化碳气体；

[实验反思]

(1)将煤块粉碎成煤粉的目的是增大煤和氧气的接触面积，促进煤的燃烧；

(2)实验中装置C的作用是检验二氧化硫是否除尽；

(3)化石燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量不断上升，从而导致温室效应增强，全球气候变暖；

[拓展运用]

通过该探究活动知道了如何区别二氧化碳和二氧化硫，其方法是体通入高锰酸钾溶液中，若溶液由紫红色变为无色，则该气体是二氧化硫，若溶液仍为紫红色，则该气体是二氧化碳。