Question

【題目】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較高的煤而形的，某興趣小組同學為驗證煤中含有碳元素和硫元素進行了如下實驗：

（實驗目的）驗證煤中含有碳元素和硫元素。

（查閱資料）

（1）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（溶液由紫紅色變為無色），該反應的化學方程式為：，其中X的化學式是_______。

（2）二氧化硫和二氧化碳一樣能使澄清石灰水變渾濁，它與氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣（CaSO3）和水。寫出二氧化硫與氫氧化鈣反應的化學方程式 _________。

（實驗探究）根據上述資料，同學們設計了如下實驗方案進行探究。

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
	步驟I中稀高錳酸鉀溶液褪色，步驟Ⅱ中澄清石灰水變渾濁	煤中含有碳元素和硫元素

（反思與交流）

（1）小紅認為上述實驗方案不合理，理由是________。

（2）為了達到實驗目的，同學們又設計了如下圖所示實驗方案（部分裝置在圖中略去）。

①圖中裝置C的作用是________。

②若要得出煤中含有碳元素和硫元素的結論，實驗中應觀察到的現象是____________。

Answer 1

【答案】H2O SO2+Ca(OH)2= CaSO3↓+H2O 二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，不能證明煤中含有碳元素 充分吸收二氧化硫，排除干擾 裝置B中稀高錳酸鉀溶液褪色，C中高錳酸鉀溶液不褪色或不完全褪色，D中澄清石灰水變渾濁

【解析】

[查閱資料]

（1）二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（溶液由紫紅色變為無色），該反應的化學方程式為：，根據質量守恒定律可知反應后硫、氧、鉀、錳、氫的原子個數分別是5、20、2、2、4，反應前硫、氧、鉀、錳、氫的原子個數分別是5、18、2、2、0，則X中應含有2個氧原子和4個氫原子，X的化學式是H2O。

（2）二氧化硫和二氧化碳一樣能使澄清石灰水變渾濁，它與氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣（CaSO3）和水，則反應的化學方程式SO2+Ca(OH)2= CaSO3↓+H2O。

[反思交流]

（1）根據資料，二氧化硫能使高錳酸鉀褪色，根據步驟I中稀高錳酸鉀溶液褪色，可知煤燃燒有二氧化硫生成，根據質量守恒定律可知煤中含有硫元素，但是步驟Ⅱ中澄清石灰水變渾濁不能說明煤中含有碳元素，因為煤燃燒生成的二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，故小紅認為上述實驗方案不合理的理由是二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，不能證明煤中含有碳元素。

（2）

①根據題意可知要驗證煤燃燒生成二氧化碳，在利用澄清石灰水檢驗二氧化碳時需要排除二氧化硫的干擾，故圖中裝置C的作用是充分吸收二氧化硫，排除干擾或驗證二氧化硫是否被除盡或排除二氧化硫的干擾（合理即可）。

②由上分析可知，若要得出煤中含有碳元素和硫元素的結論，先通過使高錳酸鉀溶液褪色證明有二氧化硫，再除去二氧化硫，再驗證二氧化碳即可，實驗中應觀察到的現象是裝置B中稀高錳酸鉀溶液褪色，C中高錳酸鉀溶液不褪色或不完全褪色，D中澄清石灰水變渾濁。