Question

2．近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴重，主要是因為大量燃燒含硫量高的煤而形成的．
【提出問題】用實驗證明煤中含碳元素和硫元素．
【查閱資料】（1）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（由紫紅色變?yōu)闊o色）．
（2）“二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁．”請寫出二氧化硫與澄清石灰水反應的化學方程式：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
根據上述資料，甲同學、乙同學和丙同學分別設計實驗方案進行探究．
【實驗探究】（3）甲同學進行了如圖1所示A、B兩步實驗：

實驗現象：A中稀高錳酸鉀溶液褪色，B中澄清石灰水變渾濁．
得出結論：煤燃燒生成二氧化硫和二氧化碳，證明煤中含有碳元素和硫元素．
（4）乙同學認為甲同學的實驗不合理，理由是二氧化硫也會使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素．
（5）丙同學進行了如圖所示實驗（部分裝置在圖中略去）：
【探究與結論】
（6）如圖2，C裝置的作用是除去過多的二氧化硫．
（7）要證明煤中含有碳元素和硫元素的現象是丙同學的實驗中B中的溶液褪色，C中的溶液不完全褪色，D中澄清石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （2）根據可仿照二氧化碳與氫氧化鈣反應的化學方程式書寫，二氧化硫能和氫氧化鈣溶液反應生成亞硫酸鈣和水進行解答；
（4）根據二氧化硫的特點考慮；
（6）根據高錳酸鉀溶液的特點考慮；
（7）先驗證二氧化硫再除去二氧化硫再驗證二氧化碳．

解答 解：【查閱資料】（2）二氧化硫能和氫氧化鈣溶液反應生成亞硫酸鈣和水，反應的化學方程式SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；故填：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）由前面的信息可知，二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，那么我們就無法根據B實驗判斷煤燃燒是否有二氧化碳生成，也就無法判斷煤中是否含有碳元素；
（6）根據實驗的設計意圖可以判斷，A裝置的作用是讓煤在氧氣中充分燃燒轉化為氣體，B裝置的作用是檢驗燃燒產物中是否含有二氧化硫，C裝置中盛放的是濃高錳酸鉀溶液，作用是除去二氧化硫氣體，以免對后面檢驗二氧化碳造成干擾，D裝置的作用是檢驗二氧化碳氣體；
（7）若煤中含有碳元素和硫元素，在氧氣中充分燃燒應生成二氧化硫和二氧化碳兩種氣體，則B中稀高錳酸鉀與二氧化硫反應顏色褪去，C中濃高錳酸鉀不會完全褪色（若褪色則無法判斷二氧化碳的存在），D中澄清石灰水與二氧化碳反應變渾濁．
故答案為：（2）SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O；
（4）二氧化硫也會使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素；
（6）除去過多的二氧化硫（或排除二氧化硫的干擾）；
（7）B中的溶液褪色，C中的溶液不完全褪色，D中澄清石灰水變渾濁．

點評 通過回答本題知道了根據質量守恒定律計算化學式的方法（利用反應前后原子個數不變），還弄懂了二氧化硫與二氧化碳的檢驗方法．二氧化硫用高錳酸鉀溶液來檢驗，二氧化碳用石灰水檢驗．