Question

5．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，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因．
【提出问题】通过实验证明煤中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”．这个化学方程式中 最后一种物质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．”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、乙、丙三位同学分别设计实验方案进行探究．
【实验探究】（3）甲同学：“实验操作”：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．
（5）丙同学：“实验操作”：丙同学进行了如图2所示实验（部分装置在图中略去）：
【探究与结论】如图2所示C装置的作用是除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰．丙同学的实验能证明煤中含有碳元素的现象是：C中溶液不褪色，D中溶液澄清的石灰水变浑浊．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律考虑；
（2）根据化学方程式的写法考虑；
（4）根据二氧化硫的特点考虑；
（5）根据高锰酸钾溶液的特点考虑；先验证二氧化硫，再除去二氧化硫，再验证二氧化碳．

解答 解：
（1）利用质量守恒定律，根据反应前后各原子种类和数目不变，则5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X”中最后一种物质X的化学式是：H₂SO₄；
（2）由二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，说明二氧化硫与澄清石灰水反应有沉淀生成，再写化学方程式为SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）由于二氧化硫也能使石灰水变浑浊，所以不能判断含有碳元素；
（5）主要是验证二氧化硫是否被除尽或排除二氧化硫的干扰；先通过使高锰酸钾溶液褪色证明有二氧化硫，再除去二氧化硫，再验证二氧化碳即可，故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．
故答案为：
（1）H₂SO₄；
（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；
（5）除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰；C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊．

点评 本题以实验探究的形式，检验物质的存在和物质的性质．培养了学生的动手能力和动脑思考的能力．