Question

2．近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的．
【提出问题】用实验证明煤中含碳元素和硫元素．
【查阅资料】（1）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色）．
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊．”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究．
【实验探究】（3）甲同学进行了如图1所示A、B两步实验：

实验现象：A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊．
得出结论：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素．
（4）乙同学认为甲同学的实验不合理，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．
（5）丙同学进行了如图所示实验（部分装置在图中略去）：
【探究与结论】
（6）如图2，C装置的作用是除去过多的二氧化硫．
（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是丙同学的实验中B中的溶液褪色，C中的溶液不完全褪色，D中澄清石灰水变浑浊．

Answer 1

分析 （2）根据可仿照二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式书写，二氧化硫能和氢氧化钙溶液反应生成亚硫酸钙和水进行解答；
（4）根据二氧化硫的特点考虑；
（6）根据高锰酸钾溶液的特点考虑；
（7）先验证二氧化硫再除去二氧化硫再验证二氧化碳．

解答 解：【查阅资料】（2）二氧化硫能和氢氧化钙溶液反应生成亚硫酸钙和水，反应的化学方程式SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；故填：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）由前面的信息可知，二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，那么我们就无法根据B实验判断煤燃烧是否有二氧化碳生成，也就无法判断煤中是否含有碳元素；
（6）根据实验的设计意图可以判断，A装置的作用是让煤在氧气中充分燃烧转化为气体，B装置的作用是检验燃烧产物中是否含有二氧化硫，C装置中盛放的是浓高锰酸钾溶液，作用是除去二氧化硫气体，以免对后面检验二氧化碳造成干扰，D装置的作用是检验二氧化碳气体；
（7）若煤中含有碳元素和硫元素，在氧气中充分燃烧应生成二氧化硫和二氧化碳两种气体，则B中稀高锰酸钾与二氧化硫反应颜色褪去，C中浓高锰酸钾不会完全褪色（若褪色则无法判断二氧化碳的存在），D中澄清石灰水与二氧化碳反应变浑浊．
故答案为：（2）SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）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；
（6）除去过多的二氧化硫（或排除二氧化硫的干扰）；
（7）B中的溶液褪色，C中的溶液不完全褪色，D中澄清石灰水变浑浊．

点评 通过回答本题知道了根据质量守恒定律计算化学式的方法（利用反应前后原子个数不变），还弄懂了二氧化硫与二氧化碳的检验方法．二氧化硫用高锰酸钾溶液来检验，二氧化碳用石灰水检验．