Question

13．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．某科學學習小組想通過實驗證明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（由紫紅色變為無色），該反應的化學方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X”．這個化學方程式中最后一種物質X的化學式是H₂SO₄．
（2）“二氧化硫能使澄清石灰水變渾濁”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．
【實驗過程】
（1）甲同學將煤燃燒后的氣體分別通入澄清石灰水和稀高錳酸鉀溶液中，如圖（1）、（2）所示．

[實驗現象]（1）中澄清石灰水變渾濁，（2）稀高錳酸鉀溶液褪色．
[得出結論]煤燃燒生成二氧化碳和二氧化硫，證明煤中含有碳元素和硫元素．
（2）乙同學認為甲同學的實驗方案不合理，其理由是SO₂也能使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素．
（3）丙同學將煤燃燒后的氣體如圖（3）所示實驗（部分裝置略去）：C裝置的作用是充分吸收SO₂．
（4）丁同學認為煤燃燒后產生的氣體還有可能含有CO，經丙同學的實驗裝置后排出的氣體還會污染環境，應將尾氣處理后再排放．

Answer 1

分析 【查閱資料】
（1）根據質量守恒定律考慮；
【實驗過程】
[得出結論]（2）根據二氧化硫的特點考慮；
（3）根據高錳酸鉀溶液的特點考慮；
（4）根據碳發生不完全燃焼的結果考慮．

解答 解：【查閱資料】
（1）根據反應的化學方程式5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2X及質量守恒定律（反應前后各原子種類和數目不變）判斷：反應前5SO₂、2KMnO₄、2H₂O中共含有5個硫原子、2個鉀原子、2個錳原子、20個氧原子、4個氫原子，反應后K₂SO₄、2MnSO₄中共含有3個硫原子、2個鉀原子、2個錳原子、12個氧原子、0個氫原子，2X中應含有4個氫原子、2個硫原子、8個氧原子；一個X分子中應含有2個氫原子、1個硫原子、4個氧原子，所以這個化學方程式中最后一種物質X的化學式是H₂SO₄；
【實驗過程】
[得出結論]（2）由于二氧化硫也能使石灰水變渾濁，所以不能判斷含有碳元素；
（3）因為二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（由紫紅色變為無色），該反應的化學方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄，
所以C裝置的作用是充分吸收SO₂；
（7）碳發生不完全燃焼時會生成一氧化碳，所以煤燃燒后產生的氣體還有可能含有CO，所以經丙同學的實驗裝置后排出的氣體還會污染環境，應將尾氣處理后再排放．
故答案為：
（1）H₂SO₄．
（2）SO₂也能使澄清石灰水變渾濁．
（3）充分吸收SO₂．
（4）CO．

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．