Question

18．近几年，我国酸雨污染较为严重．有关资料显示，我国的酸雨主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的．
【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+2 ”．资料上这个化学方程式中最后一种物质的化学式印刷不清楚，请推测其化学式：H₂SO₄．（在上教版九年级化学教材中即用此原理检验含硫火柴中的硫元素．）二氧化硫还能使澄清石灰水变浑浊．
②用化学方程式表示出二氧化硫形成硫酸型酸雨的过程（任写一种）：SO₂+H₂O═H₂SO₃；2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄．
根据上述资料，甲同学和乙同学分别设计实验方案进行探究．
（1）甲同学：
【进行实验】甲同学进行了如图1所示A、B两步实验：

【观察现象】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．
你认为该实验方案是否合理并简述理由：不合理．因为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）乙同学：
【进行实验】乙同学进行了如图2所示实验（部分装置在图中略去）：B装置的作用是检验二氧化硫，C装置的作用是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽．
【观察现象】
（请写出B、C、D中的现象）B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色（或颜色变浅），D中溶液变浑浊．
【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．

Answer 1

分析 本题以实验探究的形式，检验煤的碳元素和硫元素，需要我们知道质量守恒定律；会书写化学反应式；了解试验装置的合理性；会分析各种试验现象．

解答 解：[查阅资料]①据物质的质量守恒定律可知，其化学式为：H₂SO₄②二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊，一定生成了沉淀物CaSO₃．故化学反应式为：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O
（1）据资料知，A试验中的稀高锰酸钾溶液褪色，说明煤中含硫元素．B试验中的澄清石灰水变浑浊，说明煤中可能含有碳元素也可能含有硫元素．故不合理．
故答案为：因为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）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），故B装置的作用是：检验二氧化硫；浓高锰酸钾溶液可与二氧化硫反应除去二氧化硫，高锰酸钾溶液又可检验二氧化硫的存在．故C装置的作用是：除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽；
观察现象：加热碳粉生成二氧化硫，二氧化硫与稀高锰酸钾溶液反应并使其褪色．二氧化硫在B中已与高锰酸钾溶液反应，C中的浓高锰酸钾溶液仍为紫红色．煤粉燃烧生成的二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊．
故B、C、D中的现象分别为：B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色（或颜色变浅），D中溶液变浑浊；
答案：
①H₂SO₄；②SO₂+H₂O═H₂SO₃；2H₂SO₃+O₂═2H₂SO₄；
（1）不合理．因为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）检验二氧化硫； 除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽；
B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色（或颜色变浅），D中溶液变浑浊．

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．