Question

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．
【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+2X”．这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是：

 

．
（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：

 

．并写出实验室制取二氧化碳的化学方程式：

 

．
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：

 

．
（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

 

．
（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,二氧化碳的化学性质,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数都不变；
（2）氢氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙沉淀和水；
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
（4）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；
（6）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；
（7）根据实验设计，可以判断实验现象．

解答：解：（1）根据质量守恒定律可知，每个X中含有2个氢原子、1个硫原子和4个氧原子，是硫酸，化学式是
H₂SO₄．
故填：H₂SO₄．
（2）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．
故填：Ca（OH）₂+SO₂═CaSO₃↓+H₂O．
②实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，通常情况下，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）甲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．
故填：因为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．
（6）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．
（7）实验现象是：B中稀高锰酸钾褪色说明有二氧化硫产生，证明煤中有硫元素，D中澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳产生，证明煤中有碳元素．
故填：B中稀高锰酸钾溶液褪色，D中澄清石灰水变浑浊．

点评：实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．