Question

【题目】近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要原因是燃烧含硫量高的煤及机动车排放的尾气。

【实验目的】验证煤中含有碳元素，检验是否含有硫元素

【查阅资料】

①已知煤完全燃烧后，其中的碳和硫元素基本都转化成二氧化碳和二氧化硫。

②二氧化碳与高锰酸钾不反应。

③二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 X ，其中X的化学式是： 。

④二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。

根据上述资料，甲、乙同学进行了如下实验探究。

【实验探究】

甲同学进行了如下图所示A、B两个实验：

实验现象为 A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。

由此甲同学认为：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。

乙同学认为甲同学的方案不合理，于是进行了如下图所示实验（夹持装置略去）：

【结论与反思】

（1）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是： 。

（2）上图C装置的作用是 。

（3）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是： 。

Answer 1

【答案】③H2SO4 【结论与反思】（1）二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素

（2）二氧化硫是否除干净（3）B中的溶液褪色，C中的溶液不褪色，D中澄清的石灰水变浑浊

【解析】

试题分析：③根据质量守恒定律的微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目都不变，结合化学反应：5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O ＝ K2SO4 + 2MnSO4 + 2 X ，可以推出X化学式为H2SO4

（1）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素

（2）根据题目中的信息，高锰酸钾溶液遇到二氧化硫会褪色，故上图C装置的作用是：验证二氧化硫是否除干净，以免对后面二氧化碳存在的判断形成干扰

（3）根据质量守恒定律：化学反应前后，元素的种类不变，故要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：B中的溶液褪色，说明煤粉燃烧产生二氧化硫，从而证明煤粉中含有硫元素，C中的溶液不褪色，说明二氧化硫全部除尽，D中澄清的石灰水变浑浊，说明燃烧生成二氧化碳，从而证明煤粉中含有碳元素