Question

4．在我国的能源结构中，燃煤约占70%，它是由多种有机物和无机物组成的混合物，主要成分是碳．为验证煤炭中还含有硫，大家进行了以下活动：
（1）查阅资料：“SO₂能使KMnO₄溶液由紫红色变为无色，反应的化学方程式为：
5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄．”
该化学方程式中的最后一个化学式因资料污损而模糊不全，请推测其化学式为H₂SO₄；
（2）方案设计：某同学设计了如下图所示实验装置进行验证．

经交流讨论，大家一致认为装置②处存在明显错误，请指出其中错误的原因是C．
A、氢氧化钠溶液吸收CO₂的效果不好，应改用Ca（OH）₂溶液；
B、气体不应该由长导管进入洗气瓶，应该由短导管进入洗气瓶；
C、氢氧化钠溶液会吸收SO₂；①处即使有SO₂产生也到不了③处；
（3）盐通常由离子构成，如：KMnO₄由K⁺和MnO₄^--构成．请根据“查阅资料”推测，KMnO₄溶液呈紫红色是因为它含有MnO₄^-（填离子符号）

Answer 1

分析 （1）化学反应前后，元素种类不变，原子种类和总个数都不变；
（2）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水；
（3）根据提供的信息和反应过程可以判断相关方面的问题．

解答 解：（1）由反应的化学方程式可知，反应前有5个硫原子，反应后应该是5个，其中1个包含在未知物质中，反应前有20个氧原子，反应后应该是20个，其中4个包含在未知物质中，反应前后钾原子、锰原子都是2个，反应前有4个氢原子，反应后应该是4个，其中2个包含在未知物质中，因此未知物质是硫酸．
故填：H₂SO₄；H₂SO₄．
（2）装置②处存在的明显错误是氢氧化钠溶液会吸收SO₂，①处即使有SO₂产生也到不了③处．
故填：C．
（3）根据“查阅资料”可知KMnO₄溶液是紫红色的，KMnO₄溶液呈紫红色可能是因为它含有钾离子，或含有高锰酸根离子，反应后溶液中含有钾离子，而溶液是无色溶液，说明KMnO₄溶液呈紫红色是因为溶液中含有高锰酸根离子，高锰酸根离子可以表示为MnO₄^-．
故填：MnO₄^-．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．