题目内容
4．近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要原因是燃烧含硫量高的煤及机动车排放的尾气．【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+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2X，其中X的化学式是：H2SO4．
②二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．
根据上述资料，甲、乙同学进行了如下实验探究．
【实验探究】
甲同学进行了如图1所示A、B两步实验：
实验现象为A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊．
由此甲同学认为：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．
乙同学认为甲同学的方案不合理，于是进行了如图2所示实验（夹持装置略去）：
【结论与反思】
（1）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：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．
（2）上图C装置的作用是吸收二氧化硫．
（3）进行尾气处理的目的一氧化碳有毒，防止污染空气．
（4）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中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊．
分析 （1）根据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解答；
（2）根据二氧化硫与高锰酸钾溶液反应解答；
（3）根据一氧化碳有毒解答；
（4）根据实验现象可以判断相关方面的问题．
解答 解：【查阅资料】
由质量守恒定律和5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2X可知，每个X中含有2个氢原子、1个硫原子和4个氧原子，X是硫酸，硫酸的化学式是H2SO4．
故填：H2SO4．
（1）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：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．
故填：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．
（2）上图C装置的作用是吸收二氧化硫．
故填：吸收二氧化硫．
（3）进行尾气处理的目的：一氧化碳有毒，防止污染空气；
（4）证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：B中的溶液褪色，说明生成了二氧化硫，C中的溶液不褪色，说明没有二氧化硫进入D中，D中澄清的石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳．
故填：B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊．
答案：
【查阅资料】H2SO4
（1）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；
（2）吸收二氧化硫；
（3）一氧化碳有毒，防止污染空气；
（4）B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊．
点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．
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19．
将等容积、等质量（含瓶塞、导管、燃烧匙及瓶内少量的细砂）的两个集气瓶置于天平的左右两盘，调至平衡．放入等质量的白磷和木炭（如图所示），塞紧瓶塞．然后分别设法将其点燃，并保证实验过程中装置始终处于密闭状态，二者充分燃烧后冷却至室温，打开弹簧夹a，此时的天平（ ）
将等容积、等质量（含瓶塞、导管、燃烧匙及瓶内少量的细砂）的两个集气瓶置于天平的左右两盘，调至平衡．放入等质量的白磷和木炭（如图所示），塞紧瓶塞．然后分别设法将其点燃，并保证实验过程中装置始终处于密闭状态，二者充分燃烧后冷却至室温，打开弹簧夹a，此时的天平（ ）| A． | 指针偏向右 | B． | 指针偏向左 | ||
| C． | 仍处于平衡状态 | D． | 指针先向左后向右偏 |
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【提出猜想】除MnO2、CuO外，Fe2O3也可以作KClO3分解的催化剂．
【完成实验】按如表进行实验，并测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．
【分析数据、得出结论】
（1）由实验①与实验4对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种金属氧化物，氧化铜催化效果仅次于二氧化锰，请你推出分解温度（用t表示）的取值范围：350＜t＜390．
【反思】
（3）若要证明Fe2O3是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变；
（4）影响氯酸钾分解快慢除催化剂种类外，还可能有的影响因素是颗粒大小（或不同的质量比）（写出一种即可）．
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除MnO2、CuO外，Fe2O3也可以作KClO3分解的催化剂．
【完成实验】按如表进行实验，并测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．
| 实验编号 | 实验药品 | 分解温度（℃） |
| ① | KClO3 | 580 |
| ② | KClO3、MnO2（质量比1：1） | 350 |
| ③ | KClO3、CuO（质量比1：1） | |
| ④ | KClO3、Fe2O3（质量比1：1） | 390 |
（1）由实验①与实验4对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种金属氧化物，氧化铜催化效果仅次于二氧化锰，请你推出分解温度（用t表示）的取值范围：350＜t＜390．
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（3）若要证明Fe2O3是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变；
（4）影响氯酸钾分解快慢除催化剂种类外，还可能有的影响因素是颗粒大小（或不同的质量比）（写出一种即可）．
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