Question

14．酸雨严重影响环境，其原因之一是燃烧含硫量高的煤，产生大量SO₂，重庆一中实验小组要验证脱硫煤中一定含有碳元素，同时检验是否含有硫元素，设计实验方案如下：
（已知：①SO₂也能与澄清石灰水反应，使之变浑浊；②CO₂与高锰酸钾溶液不反应，SO₂能使高锰酸钾溶液变成无色）

（1）实验开始时，需要（填“需要”或“不需要”）先通入O₂排尽空气，装置C中的实验现象是澄清石灰水变浑浊；
（2）SO₂使高锰酸钾溶液变无色的化学反应方程式为：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2X，则X化学式为：H₂SO₄．
（3）某同学认为实验方案不合理，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，其改进方案是在B加入装置H（填序号）．
A、装置A之前                B、装置B、C之间                C、装置C、D之间      D、装置D之后．

Answer 1

分析 （1）根据空气中的二氧化碳对煤燃烧产生的二氧化碳检验会造成干扰，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水进行分析；
（2）根据质量守恒定律进行分析；
（3）根据高锰酸钾溶液具有氧化性进行分析．

解答 解：（1）空气中的二氧化碳对煤燃烧产生的二氧化碳检验会造成干扰，所以实验开始时，需要先通入O₂排尽空气，二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，所以装置C中的实验现象是：澄清石灰水变浑浊；
（2）5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X，反应前含有5个硫原子，2个钾原子，2个锰原子，4个氢原子，20个氧原子，反应后已有2个钾原子，2个锰原子，3个硫原子，12个氧原子，故2X中含有4个氢原子，2个硫原子和8个氧原子，故X中含有2个氢原子、1个硫原子和4个氧原子，所以X为H₂SO₄；
（3）高锰酸钾溶液具有氧化性，所以通入澄清石灰水之前，需要先将二氧化硫转化，所以认为实验方案不合理，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，其改进方案是在装置B、C之间加入装置H，故选：B．
故答案为：（1）需要，澄清石灰水变浑浊；
（2）H₂SO₄；
（3）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，B．

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．