题目内容

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.某科学学习小组想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+2X”.这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是H2SO4.
(2)“二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊”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.
【实验过程】
(1)甲同学将煤燃烧后的气体分别通入澄清石灰水和稀高锰酸钾溶液中,如图(1)、(2)所示.

[实验现象](1)中澄清石灰水变浑浊,(2)稀高锰酸钾溶液褪色.
[得出结论]煤燃烧生成二氧化碳和二氧化硫,证明煤中含有碳元素和硫元素.
(2)乙同学认为甲同学的实验方案不合理,其理由是SO2也能使澄清石灰水变浑浊,无法证明煤中含有碳元素.
(3)丙同学将煤燃烧后的气体如图(3)所示实验(部分装置略去):C装置的作用是充分吸收SO2.
(4)丁同学认为煤燃烧后产生的气体还有可能含有CO,经丙同学的实验装置后排出的气体还会污染环境,应将尾气处理后再排放.

分析 【查阅资料】
(1)根据质量守恒定律考虑;
【实验过程】
[得出结论](2)根据二氧化硫的特点考虑;
(3)根据高锰酸钾溶液的特点考虑;
(4)根据碳发生不完全燃焼的结果考虑.

解答 解:【查阅资料】
(1)根据反应的化学方程式5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2X及质量守恒定律(反应前后各原子种类和数目不变)判断:反应前5SO2、2KMnO4、2H2O中共含有5个硫原子、2个钾原子、2个锰原子、20个氧原子、4个氢原子,反应后K2SO4、2MnSO4中共含有3个硫原子、2个钾原子、2个锰原子、12个氧原子、0个氢原子,2X中应含有4个氢原子、2个硫原子、8个氧原子;一个X分子中应含有2个氢原子、1个硫原子、4个氧原子,所以这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是H2SO4;
【实验过程】
[得出结论](2)由于二氧化硫也能使石灰水变浑浊,所以不能判断含有碳元素;
(3)因为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,
所以C装置的作用是充分吸收SO2;
(7)碳发生不完全燃焼时会生成一氧化碳,所以煤燃烧后产生的气体还有可能含有CO,所以经丙同学的实验装置后排出的气体还会污染环境,应将尾气处理后再排放.
故答案为:
(1)H2SO4.
(2)SO2也能使澄清石灰水变浑浊.
(3)充分吸收SO2.
(4)CO.

点评 通过回答本题知道了根据质量守恒定律计算化学式的方法(利用反应前后原子个数不变),还弄懂了二氧化硫与二氧化碳的检验方法.二氧化硫用高锰酸钾溶液来检验,二氧化碳用石灰水检验.

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