题目内容
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（在我国的能源结构中，燃煤约占70%），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 + 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： 。
②“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊”。请书写该反应的化学方程式： 。
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】甲同学进行了如下图所示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： 。
（2）乙同学：
【进行实验】乙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：
B装置的作用是 。
【观察现象】
（请写出B、C、D中的现象）。
【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。
【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： 。
②“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊”。请书写该反应的化学方程式： 。
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】甲同学进行了如下图所示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： 。
（2）乙同学：
【进行实验】乙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：
B装置的作用是 。
【观察现象】
（请写出B、C、D中的现象）。
【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。
【查阅资料】①H2SO4 （1分） ② SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O（1分）
（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。（1分）
（2）检验二氧化硫（1分） B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色，D中溶液变浑浊
（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。（1分）
（2）检验二氧化硫（1分） B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色，D中溶液变浑浊
试题分析：【查阅资料】①由反应的化学方程式5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O=K2SO4 + 2MnSO4 + 2 可知，
反应前 反应后
硫原子 5 3
氧原子 20 12
钾原子 2 2
锰原子 2 2
氢原子 4 0
根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类、数目不变，可判断生成物2个未知分子中含有2个硫原子、8个氧原子和4个氢原子，则1个未知分子中含有1个硫原子、4个氧原子和2个氢原子，则该未知物质的化学式为H2SO4。
②根据题意，“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊”，结合二氧化碳和氢氧化钙反应的化学方程式可知，二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。
（1）根据资料可知，A实验中的稀高锰酸钾溶液褪色，说明反应中有二氧化硫的生成，即可说明煤中含硫元素；而B实验中的澄清石灰水变浑浊，说明反应中有二氧化碳或二氧化硫的生成，故能说明煤中可能含有碳元素，也可能含有硫元素，故该方案不合理。
（2）由于根据资料可知，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的存在；而浓高锰酸钾溶液可与二氧化硫反应并除去二氧化硫，同时通过高锰酸钾溶液又可检验二氧化硫已被除尽，可排除后面用澄清石灰水变浑浊来证明二氧化碳的存在；故可观察到：B中稀高锰酸钾溶液褪色， C中的浓高锰酸钾溶液仍为紫红色，D中澄清石灰水变浑浊。
点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。
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