3.近几年,我国出现雾霾天气、酸雨污染较为严重,在2015年监测的500个城市中,出现酸雨的城市有281个,占56.2%.有关资料显示,我国的酸雨主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的(在我国的能源结构中,燃煤约占70%),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+2“”.资料上这个化学方程式中最后一种物质的化学式印刷不清楚,请推测其化学式:H2SO4.在上教版九年级化学教材中即用此原理检验含硫火柴中的硫元素.
②“二氧化硫和二氧化碳一样,也能使澄清石灰水变浑浊.”请书写该反应的化学方程式:SO2+Ca(OH)2═CaSO3↓+H2O
根据上述资料,甲同学和乙同学分别设计实验方案进行探究.
(1)甲同学:
【进行实验】甲同学进行了如图甲所示A、B两步实验:

【观察现象】高锰酸钾溶液褪色,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.你认为该实验方案是否合理并简述理由:不合理.因为二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊,无法确定煤中含有碳元素.
(2)乙同学:
【进行实验】乙同学进行了如图乙所示实验(部分装置在图中略去):B装置的作用是检验二氧化硫,C装置的作用是除去二氧化硫并检验二氧化硫是否除尽.
【观察现象】B中溶液褪色,C中溶液仍为紫红色,D中溶液变浑浊.
【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.
2.空气中的二氧化碳超过正常含量时,会对人体健康产生如下影响:
空气中二氧化碳的体积分数对人体健康的影响
1%感到气闷、头昏、心悸
4%~5%感到气闷、头痛、眩晕
6%以上使人神志不清,呼吸停止,以致死亡
【提出问题】如何检验空气中二氧化碳的含量以便判断是否会影响人体健康?
【实验探究】
方法一:分别向二氧化碳含量不同的空气中放入燃着的蜡烛.
方法二:分别向二氧化碳含量不同的空气中加入适量的澄清石灰水.
【实验现象】
空气中二氧化碳体积分数0.03%1%5%10%20%
方法一正常燃烧正常燃烧正常燃烧燃烧不旺熄灭
方法二不变浑浊变浑浊变浑浊变浑浊变浑浊
【分析与应用】
(1)上述实验中,方法一所依据的二氧化碳的性质是二氧化碳不能支持燃烧;方法二所依据的反应原理是CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(用化学方程式表示).
(2)菜窖中一般会含有较多的二氧化碳,人不能贸然进入.
①菜窖中二氧化碳气体的主要来源是植物的呼吸作用.
②为确保人体健康不受影响,在进入菜窖前,应对其中的二氧化碳的含量进行检验,有关操作步骤是做灯火试验,灯火熄灭或燃烧不旺,就不能贸然进入
【拓展探究】利用如图装置,粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数.

(1)连接实验装置:装置接口的连接顺序为a→d→e→c→b→f.
(2)用于实验的菜窖气体为50mL,最终量筒中共收集到水为45mL,该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为10%.
20.化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液(如图所示),其中4、5号试剂瓶标签破损.

【提出问题】这两瓶试剂分别是什么?
【查阅资料】
①碱性的亚硫酸钠(Na2SO3)溶液、Na2CO3溶液都能与中性的CaCl2溶液发生复分解反应,产生白色沉淀.
②Na2SO3+2HCl=2NaCl+SO2↑+H2O.
③CO2与SO2均可以使澄清石灰水变浑浊,SO2是一种有刺激性气味的气体.
【作出猜想】4、5号溶液可能分别是NaOH、Na2CO3、Na2SO3或NaCl溶液中的一种.
【实施方案】取少量4、5号溶液分别于试管中,然后分别进行下列三组实验.
实验1:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的1号溶液,两试管中的溶液均变成红色,说明4、5号溶液均不可能是上述猜想中的NaCl溶液.
实验2:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的3号溶液,两试管中均产生白色沉淀,4、5号溶液可能分别是Na2SO3溶液和Na2CO3溶液中的一种.写出其中一个反应的化学方程式Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH.
实验3:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的2号溶液,在盛4号溶液的试管中有无色无味气体产生现象,说明4号是Na2CO3溶液;在盛5号溶液的试管中有刺激性气味的气体产生现象,说明5号是Na2SO3溶液.
【实验反思】同学们经过分析,认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液.请你利用上述图中的试剂设计鉴定实验方案,完成实验报告.
实验操作实验现象实验结论
①取少量4号溶液于试管中,加入足量CaCl2溶液②向上层清液中滴加无色酚酞试液①有白色沉淀生成②溶液由无色变成红色4号溶液是部分变质的NaOH溶液.
19.今年6月1日,江苏省环保厅公布了2005年全省环境质量公报.公报显示,无锡市空气质量较差,为中污染级,其中二氧化硫未能达到国家环境空气质量二级标准.某研究性学习小组的同学认为“保护环境,人人有责”,他们在课外活动时对“二氧化硫能否与水反应生成酸”进行了实验探究.请你参与他们的探究活动,并回答有关问题.

[查资料]常温下二氧化硫是一种无色气体,易溶于水.
[假设]二氧化硫能与水反应生成酸.
[设计实验]
(1)小雨同学将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中,观察溶液颜色的变化.他认为,若紫色石蕊试液变红色,则证明假设成立.
(2)小涛同学认为小雨同学的实验方案不严密.小涛同学用紫色石蕊试液将白色滤纸染成紫色,干燥后做成三朵紫色的小花,然后按下列图示进行实验,在(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)中分别观察到变色和不变色的两种现象.小涛同学认为,若Ⅲ(填序号)中的紫色小花变色,则证明假设成立.
[交流与反思]小明同学对小涛同学的实验方案提出了质疑,他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”,其理由是SO2也可能使干燥的紫色小花变红.三位同学讨论后补充了一个实验,使探究活动获得了成功,你认为这个实验应该是将干燥的紫色小花投入到盛有SO2的集气瓶中,紫色小花不变红色(简述实验步骤和现象).
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