Question

13．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+2H₂SO₄”．
（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，甲同学、乙同学和丙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”：甲同学进行了如下图所示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：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．
（5）丙同学：
“实验操作”：丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽．
（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素，丙同学的实验中现象是B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色，D中溶液变浑浊．

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]（2）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；
故答案为：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）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．
（6）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．
故答案是：除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽．
（7）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．
故答案是：B中溶液褪色，C中溶液仍为紫红色，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．