题目内容

用酸性高锰酸钾溶液可以测定居室内甲醛的含量是否超标．相关反应的化学方程式是4KMnO4+5CH2O+6H2SO4═2K2SO4+4MnSO4+5X+11H2O，其中X的化学式为（　　）
分析：根据质量守恒定律，在化学变化前后构成物质的原子种类不变、原子个数没有增减；利用反应的化学方程式是4KMnO4+5CH2O+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5X+11H2O，根据反应前后原子种类和个数不变，推断生成物X的化学式
解答：解：在反应中4KMnO4+5CH2O+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5X+11H2O，反应前氧元素的原子个数共有：4个KMnO4分子中含16个氧原子、5个CH2O分子中含5个氧原子、6个H2SO4分子中含24个氧原子，共含16+5+24=45个氧原子；而反应后2个K2SO4分子中含8个氧原子、4个MnSO4分子中含16个氧原子、11个H2O分子中含11个氧原子，共含氧原子8+16+11=35个；因此5X中共含氧原子45-35=10个，则每个X分子中含有2个氧原子；碳原子的个数反应前是5个，而反应后没有，所以X中含有的碳原子个数是1个，其它种类的原子反应前后原子的个数均相同，故X是二氧化碳；
故选：B．
点评：根据反应的化学方程式，利用反应前后原子的种类和原子不变的原则，可对反应中某一未知物质的组成或分子的构成进行推断．
练习册系列答案
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精英家教网小军进行了下列实验：将数根火柴捆在一起，伸入到一集气瓶中，用另一根火柴点燃，等火柴头燃烧完后取出．迅速将集气瓶口与另一装有酸性KMnO4溶液的集气瓶瓶口对接，振荡，发现红色KMnO4溶液颜色消失．
（提出问题）
问题1：火柴头的成分是什么？
问题2：什么气体使KMnO4溶液褪色？
（查找资料）小李从文献中查到：火柴头的主要成分为KClO3、硫磺粉（S）、三硫化二锑（Sb2S3）、玻璃粉等．
（1）写出火柴头燃烧时发生的化学方程式（要求写出两个）：
①
 
；②
 
．
（实验探究1）CO2气体是否使酸性KMnO4溶液褪色？
（2）指明集气瓶中CO2的来源
 
．
实验室提供了①稀硫酸、②块状碳酸钙、③稀盐酸、④碳酸钠固体等试剂及下列仪器．
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（3）请你从上述试剂和仪器中选择：最适合制备CO2气体的试剂（填序号）
 
；最适合制备CO2气体的仪器（填序号）
 
．
（4）请指出仪器A的名称
 
．将制得的CO2气体通入酸性高锰酸钾溶液中，发现酸性高锰酸钾溶液不褪色．
（实验探究2）SO2气体是否可使酸性高锰酸钾溶液褪色
在老师的指导下，实验小组的同学通过实验，验证了SO2气体可以使酸性KMnO4溶液褪色．
（讨论交流）该实验小组的同学通过讨论，提出了如下问题，请你帮助解决．
（5）SO2气体是大气污染物之一．SO2溶于雨水，通过进一步反应会形成酸雨．在我国，导致生成酸雨的SO2主要来自于
 
．
（6）上述验证CO2不能使酸性KMnO4溶液褪色的实验过于复杂，请你设计一个更为简单的实验完成该实验
 
．
已知浓硫酸与焦炭在加热的条件下能发生反应，生成三种氧化物．某校研究性学习小组对此进行以下一系列的探究活动．
【提出猜想】浓硫酸与焦炭在加热条件下反应，生成H2O、SO2和CO2．
【查阅资料】经查阅资料得知：①CO2、SO2均可使澄清石灰水变浑浊；②SO2可使品红溶液的红色褪去，而CO2不能；③SO2可与酸性的KMnO4溶液反应使其褪色，而CO2不能；④无水CuSO4为白色粉末，遇水可生成蓝色胆矾．
【实验探究】用以下A-D四个装置组装成一套完整的实验装置，然后进行实验，验证猜想．
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（1）本实验的发生装置应选用如下图所示三种装置中的
 
装置（填序号）．
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（2）为了验证三种产物，达到预期的实验目的，整套实验装置的正确组装顺序是（按导管口连接的先后顺序）：发生装置导管口
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（3）实验过程中，同学们观察到装置D中的无水CuSO4变为蓝色，由此得出产物中有
 
的结论；同时还观察到以下实验现象：装置C中品红溶液（ I）和酸性高锰酸钾溶液都褪色，品红溶液（Ⅱ）不褪色；装置B中澄清石灰水变浑浊．装置C中品红溶液（ I）褪色，说明产物中有
 
，酸性KMnO4溶液的作用是
 
，品红溶液（Ⅱ）不褪色，说明
 
；装置B中发生反应的化学方程式是
 

（4）能确认反应产物中有CO2的实验现象是
 
．
【实验结论】本实验提出的猜想
 
（填“成立”或“不成立”）；
浓硫酸与木炭反应的化学方程式是
 
．
【交流讨论】实验结束后，同学们针对本实验进行讨论，其中张辉同学提出了“反应产物中可能还有一氧化碳”这样的一个观点．你是否支持张辉同学的观点？
 
（填“支持”或“不支持”），请你说出两点理由：①
 
；②
 
．
（2013?宝应县二模）甲醛（CH2O）是世界卫生组织确认的致癌致畸物质之一．
我国规定：室内甲醛含量不得超过8×10-5mg/L．某研究性学习小组利用KMnO4和H2SO4的混和液测定居室内空气中甲醛的含量．

【实验原理】
KMnO4和H2SO4的混和液与甲醛的反应方程式为：4KMnO4+5CH2O+6H2SO4=4MnSO4+2K2SO4+5X↑+11H2O
①其中X的化学式为
CO2
CO2
；
②随着甲醛的不断通入，溶液的PH
变大
变大
（填“变大”、“变小”或“不变”），但由于测定的需要，配制混和液时使用了过量的硫酸，因此反应结束时溶液的PH
＜
＜
7（填“＞”、“＜”或“=”）．
③随着甲醛的不断通入，溶液的紫红色不断褪去，到刚好变为无色时，通入的甲醛与混和液中的KMnO4恰好完全反应；此时只要知道原混和液质量以及其中
高锰酸钾
高锰酸钾
的质量分数，就可利用前述反应方程式计算出通入的甲醛质量．
【实验装置】如图1；
【实验步骤】
④检查该装置气密性的方法之一是：打开 a 和b，拨出双孔塞，向集气瓶中加蒸馏水至浸没左导管口约2cm，塞上双孔塞，再关闭
a
a
（填“a”或“b”），最后抽或推注射器，造成左导管与瓶内产生液面差；若液面差稳定，则装置
气密
气密
（填“气密”或“不气密”）．
⑤若装置气密，则加混和液前
不要
不要
（填“要”或“不要”） 将集气瓶中蒸馏水先倒出．
⑥向集气瓶中加入5.00g 混和液（其中KMnO4的质量分数为1.58×10-4），再向其中加适量蒸馏水，扩大液体的量以利吸收甲醛．
⑦先打开
a
a
（填“a”或“b”），关闭另一个活塞，每次用注射器抽取100mL室内空气，然后进行相反关开活塞的操作，再推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应，如此反复多次直至溶液刚好完全褪色，计下推入气体次数．
【数据处理】
⑧若实验中，当第250次将气体压送到洗气瓶中时，溶液的红色刚好褪去，则该居室内空气中甲醛含量
不符合
不符合
规定（填“符合”或“不符合”）．
己知：KMnO4、CH2O的相对分子质量依次为158、30；1g=1000mg；1L=1000mL
计算过程：
解：设甲醛的质量为x
4KMnO4 +5CH2O+6H2SO4 =4MnSO4+2K2SO4+5CO2↑+11H2O
4×158 5×30
5.00g×1.58×10-4x
4×158
5.00g×1.58×10-4
=
5×30
x
 x=1.875×10-4
因为每次用注射器抽取100mL室内空气，第250次恰好反应，则通入的空气体积为：100ml×250=25000mL=25L，所以该居室内空气中甲醛的含量
1.875×10-4g
25L
=0.0075mg/L=7.5×10-3mg/L＞8×10-5mg/L，故不符合
解：设甲醛的质量为x
4KMnO4 +5CH2O+6H2SO4 =4MnSO4+2K2SO4+5CO2↑+11H2O
4×158 5×30
5.00g×1.58×10-4x
4×158
5.00g×1.58×10-4
=
5×30
x
 x=1.875×10-4
因为每次用注射器抽取100mL室内空气，第250次恰好反应，则通入的空气体积为：100ml×250=25000mL=25L，所以该居室内空气中甲醛的含量
1.875×10-4g
25L
=0.0075mg/L=7.5×10-3mg/L＞8×10-5mg/L，故不符合
，通入的空气体积为
25
25
L
【误差分析】
⑨某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，你认为其可能的原因是（假设溶液配制、量取过程均无错误）：
没有搅拌，甲醛和高锰酸钾反应不完全
没有搅拌，甲醛和高锰酸钾反应不完全
、
空气中的其它气体和高锰酸钾反应
空气中的其它气体和高锰酸钾反应
（要答出2种可能性）．
【交流讨论】
⑩实验后的交流中，有小组成员认为：可将插入混和溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（如图2），有利于提高实验的准确度，其理由是
增大了甲醛和溶液的接触面积
增大了甲醛和溶液的接触面积
．
同学们在用某硫酸溶液处理金属废料（主要是生铁）时，观察到溶液发烫并闻到刺激性气味，这种反常现象引起同学们的思考．从元素组成的角度分析，他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种．

（1）甲同学认为废气中一定有SO2，原因是
上述气体中只有SO2有刺激性气味
上述气体中只有SO2有刺激性气味
．
（2）为了确定该气体的成分，同学们设计了一套合理的实验装置，如下图所示（铁架台已略去）．请你从下列试剂中选择药品并结合实验装置完成实验．
药品：澄清石灰水，酸性高锰酸钾溶液，无水硫酸铜（遇水变蓝），碱石灰（吸收水和CO2）． （药品可重复选用，每一步均反应充分）

（Ⅰ）B中盛放的试剂是
澄清石灰水
澄清石灰水
，A、B装置不能互换，原因是：
SO2也能使澄清石灰水变浑浊，无法判断是否含有CO2
SO2也能使澄清石灰水变浑浊，无法判断是否含有CO2
．
（Ⅱ）若观察到
D中的固体由红变黑，E中无明显变化，F中澄清石灰水变浑浊；
D中的固体由红变黑，E中无明显变化，F中澄清石灰水变浑浊；
现象，证明原气体中有CO无H2．写出D中反应的化学方程式
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
．
（Ⅲ）D中反应前有样品10g（样品中可能混有铁），完全反应后剩余固体7.6g，则原样品的成分为：
氧化铁：8g 铁：2g；
氧化铁：8g 铁：2g；
．（写出物质及其对应的质量）
（2012?义乌市）科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料（主要是生铁、镀锌铁皮）时，溶液发烫并闻到了刺激性气味，这种反常现象引起了同学们的思考．从组成物质的元素角度分析，他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种．为了确定该气体的成分，他们进行了如下探究．
查阅资料：
I．SO2、CO2都能与碱溶液反应生成盐和水，CaSO3难溶于水；
II．SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色，上述其它气体不能．
实验探究：
（1）甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO2，把它直接通入澄清石灰水，并观察实验现象．乙同学认为甲同学的做法不合理．请用化学方程式表示其原因
SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O
SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O
．
（2）同学们设计了一套合理的实验装置，如图所示（铁架台已略去）．请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验（药品可重复选用）：澄清石灰水，氢氧化钠溶液，酸性高锰酸钾溶液，浓硫酸，无水硫酸铜，碱石灰 （假设每步反应都是完全的）

①写出E装置中试剂的名称或化学式
无水硫酸铜
无水硫酸铜
．
②若观察到
B
B
（填装置序号）中澄清石灰水变浑浊，证明原气体中有CO2；
③若观察到
D装置中黑色粉末变成红色，E中的无水硫酸铜变蓝，F中的石灰水不变浑浊
D装置中黑色粉末变成红色，E中的无水硫酸铜变蓝，F中的石灰水不变浑浊
现象，证明原气体中有H2无CO．

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