Question

13．某科学兴趣小组对“煤炭是否含硫”这一问题产生了争论，他们设计了如图所示实验进行测定．

（1）他们查阅资料后找到了这样一段话：“二氧化硫能使KMnO₄溶液褪色（由紫红色变成无色），反应方程式为：5SO₂+2KMnO₄+2H ₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”．
然而方程式中最后一种物质（X）的化学式印刷不清楚，根据上下文了解到该物质是一种酸，请根据已学知识推测X的化学式为H₂SO₄．反应后生成的MnSO₄中Mn元素化合价为+2．
（2）盐往往是由离子构成的．如：KMnO₄由K⁺和MnO₄^-构成，K₂SO₄由K⁺和SO₄^2-构成．盐的晶体或溶液的颜色通常是由构成它的离子决定的．请根据（1）中查阅到的资料推测：KMnO₄溶液呈现的紫红色可能是由MnO₄^-离子表现出来的（填离子符号），理由是：反应后无色溶液中存在K⁺，说明K⁺无色，所以紫红色是由MnO₄^-表现出来的．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，以及化合物中化合价的代数和为零进行分析；
（2）根据（2）中的信息，二氧化硫和高锰酸钾反应生成硫酸、硫酸钾、硫酸锰，三者的混合溶液呈无色，说明硫酸根离子、氢离子、锰离子均无色进行分析．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和数目不变，反应物中有5个硫原子，20个氧原子，2个钾原子，2个锰原子，4和氢原子，生成物中有2个钾原子，3个硫原子，12个氧原子，2个锰原子，所以X的化学式为：H₂SO₄，在化合物中元素化合价的代数和为零，MnSO₄中锰元素的化合价=0-（+6）-（-2）×4=+2；（2）二氧化硫和高锰酸钾反应生成硫酸、硫酸钾、硫酸锰，根据“二氧化硫能使KMnO₄溶液褪色（由紫红色变成无色），反应后无色溶液中存在K⁺，说明K⁺无色，所以紫红色是由MnO₄^-表现出来的．
故答案为：（1）H₂SO₄，+2；
（2）MnO₄^-，反应后无色溶液中存在K⁺，说明K⁺无色，所以紫红色是由MnO₄^-表现出来的．

点评 综合实验涉及知识面广，对学生思维能力要求高，既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力，符合素质教育培养学生能力的要求，是中考方向，对这类题目要重点训练．