Question

18．近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要由大量燃烧含硫量高的煤而造成的，另外机动车排放的尾气也是不可忽视的一个因素．
【提出问题】如何通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素．
【查阅资料】I．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+2H₂SO₄．
II．二氧化硫和二氧化碳一样，能和澄清石灰水发生反应生成难溶于水的亚硫酸钙（CaSO₃）．请写出二氧化硫使澄清石灰水变浑浊的化学方程式：（1）Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
根据上述资料，甲同学和乙同学设计实验方案进行探究．
【实验探究】甲同学进行了如图1所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（2）图C装置的作用是除去二氧化硫．
（3）实验中看到以下哪些现象可以证明煤中含有碳元素和硫元素③①．（填序号）
①B中稀高锰酸钾溶液褪色②B中稀高锰酸钾溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊④D中澄清石灰水不变浑浊
（4）实验过程中必须控制好通入气体的速率，以防止反应不充分产生CO．一般应对产生CO的实验流程需要进行尾气处理，尾气处理可采用的方法是点燃或收集．
（5）假设实验过程中每一步均能充分反应，且S、C分别转化为SO₂、CO₂，不考虑水蒸气影响，5g煤粉样品充分反应后，B、C、D三个装置质量分别增加0.8g、0.2g、13.2g，则该煤粉样品含硫量为10.0%（结果精确到0.1%）．
【另辟蹊径】乙同学设计了如图2所示两个实验，以证明煤中含有碳元素和硫元素；
（6）你认为乙同学的设计是否合理？否．（填“是”或“否”） 其原因是二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，该实验不能说明煤燃烧产生二氧化碳．
（7）为了减少酸雨的形成，你有什么好的建议？煤炭在燃烧前采取脱硫措施或采用其它清洁能源．
（8）如图3是贴在某汽车加油站的广告宣传画，请根据你的理解判断以下叙述正确的是②③．
①玉米汁可用作汽车燃料
②由玉米生产的酒精可作汽车燃料
③推广玉米生产的燃料可在一定程度上缓解当前的能源危机．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙沉淀和水解答；
（2）除去二氧化硫的气体，如果能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳；
（3）根据二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊解答；
（4）根据CO有毒解答；
（5）根据二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色解答．
（6）二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，当澄清石灰水变浑浊时，气体可能是二氧化碳，也可能是二氧化硫，也可能是二氧化碳和二氧化硫的混合物．
（7）根据酸雨的形成原因来分析；
（8）根据玉米中主要含有淀粉，可通过发酵制乙醇，乙醇有可燃性，是清洁燃料回答．

解答 解：（1）二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）上图C装置的作用是除去二氧化硫，以免影响对二氧化碳的判断．
故填：除去二氧化硫．
（3）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊；如果B中稀高锰酸钾溶液褪色，D中澄清石灰水变浑浊，可以证明煤中含有碳元素和硫元素；
（4）CO有毒，为防止污染空气，尾气处理可采用的方法是点燃；
（5）二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，B、C装置中增加的质量为二氧化硫的质量为0.8g+0.2g=1g
硫元素的质量=1g×$\frac{32}{64}$×100%=0.5g；
含硫量为：$\frac{0.5g}{5g}$×100%=10.0%．
（6）乙同学的实验方案不合理，其理由是：二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，该实验不能说明煤燃烧产生二氧化碳．
（7）使用清洁能源，煤炭在使用进行脱硫处理均可减少酸雨的形成；故填：使用清洁能源，煤炭在使用进行脱硫处理；
（8）玉米中主要含有淀粉，可通过发酵制乙醇，乙醇有可燃性，是清洁燃料，可用作汽车燃料，所以①错误②正确；当前能源危机加剧，所以 ③推广玉米生产的燃料可在一定程度上缓解当前的能源危机是正确的．
故答案为：
（1）Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）除去二氧化硫；
（3）③①；
（4）点燃或收集；
（5）10.0%．
（6）否；二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，该实验不能说明煤燃烧产生二氧化碳；
（7）煤炭在燃烧前采取脱硫措施或采用其它清洁能源等．（答案合理即可）
（8）②③．

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．