Question

13．随着社会的发展，人们对环境问题日益关注，化学小组进行了化石燃料之一   的煤的相关探究活动：
【查阅资料】①酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质．
②酸雨形成的主要原因是燃烧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，则X的化学式为H₂SO₄．
②二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊．请写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
【实验探究】根据上述资料，甲组同学进行了如图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．
【交流讨论】
（1）甲组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．甲组得出此结论的依据是煤燃烧时生成了二氧化碳和二氧化硫．
（2）乙组质疑甲组同学的方案的合理性，其质疑的理由是：二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，B变浑浊不能确定是否生成了二氧化碳．
（3）在老师的指导下，同学们再次设计并进行了如图2所示实验（夹持装置略去）：

实验中观察到B中B中的高锰酸钾溶液褪色，C中高锰酸钾溶液变浅，D中澄清石灰水变浑浊．
【实验结论】煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，因此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使煤充分反应．
（2）实验中C装置的作用是应该是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽．

Answer 1

分析 【查阅资料】：①根据质量守恒定律，反应前后原子个数不变可解答；②根据二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水解答；
交流讨论】：根据质量守恒定律，前后元素种类不变，可解答；根据二氧化硫也能使石灰水变浑浊来解答；根据二氧化碳和二氧化硫的化学性质来解答；
【实验反思】：（1）根据使反应充分的条件解答；
（2）实验中C装置的作用是检验二氧化硫是否存在；

解答 解：【查阅资料】：①根据质量守恒定律，反应前后原子个数不变，5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X，可推出X的化学式为H₂SO₄；
②二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
【交流讨论】：（1）根据质量守恒定律，前后元素种类不变，煤燃烧时即生成了二氧化碳和二氧化硫，所以可推断煤中必含有碳元素和硫元素；
（2）乙质疑甲同学的方案的合理性，其质疑的理由是二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，所以B变浑浊不能确定是否生成了二氧化碳；
（3）实验现象B中的高锰酸钾溶液褪色说明生成了二氧化硫，D中的澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，由质量守恒定律可证明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使煤充分反应或完全反应；
（2）实验中C装置的作用是检验二氧化硫是否存在．
答案：
【查阅资料】：①H₂SO₄；②CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
【交流讨论】：（1）煤燃烧时生成了二氧化碳和二氧化硫； 
 （2）二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，B变浑浊不能确定是否生成了二氧化碳；
（3）B中的高锰酸钾溶液褪色，D中的澄清石灰水变浑浊
【实验反思】：
（1）使煤充分反应；
（2）应该是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽．

点评 本题主要考查二氧化硫和二氧化碳的性质区别与联系，还有质量守恒定律的应用，锻炼了学生的综合分析解决问题的能力，和应变拓展能力．