Question

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的．
【实验目的】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），请完成该反应的离子方程式：

 

SO₂+

 

MnO₄^-+

 

=

 

+

 

Mn²⁺+

 

根据上述资料，甲同学和丙同学分别设计实验方案进行探究．
【实验探究】甲同学：甲同学进行了如图一所示A、B两步实验：

“实验现象”：A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊．
“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．
（2）乙同学认为甲的方案不合理，其理由是：

 

【实验探究】丙同学：丙同学进行了如图二所示实验（部分装置在图中略去）：
（3）上图C装置的作用是

 

（4）证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：

 

（5）装置C中的高锰酸钾溶液也可以替换为

 

A．足量I₂的淀粉溶液   B．足量饱和NaHCO₃溶液   C．足量Na₂SO₃溶液    D．足量溴水．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据元素化合价的变化结合电子守恒和元素守恒知识来配平；
（2）根据二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氢氧化钙之间发生反应；
（3）根据二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氢氧化钙之间发生反应的性质结合物质检验的试剂来回答；
（4）二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氢氧化钙之间发生反应的性质，要先验证二氧化硫再除去二氧化硫再验证二氧化碳；
（5）高锰酸钾的作用是除去二氧化硫并检验是否除尽，故加入氧化剂把二氧化硫氧化且有明显的颜色变化．

解答： 解：（1）高锰酸钾具有强氧化性，把二氧化硫氧化成硫酸，本身被二氧化硫还原成锰离子，故缺项为水、硫酸根离子和氢离子；
二氧化硫的化合价从+4升高到+6，升高了2价，高锰酸钾中锰元素化合价从+7降到+2，下降了5价，所以二氧化硫前边系数是5，高锰酸根系数是2，锰离子系数是2，硫酸根系数是5，根据原子守恒得到化学反应系数即可，故答案为：（ 5 ）SO₂+（ 2 ）MnO₄^-+（ 2 ）H₂O=（ 5 ）SO

2- 4

+（ 2 ）Mn²⁺+（ 4 ）H⁺；
（2）由二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，所以检验二氧化碳之前先检验二氧化硫，再将之除尽，最后检验二氧化碳，
故答案为：二氧化硫也能使澄清的石灰水变混浊，无法证明煤中含有碳元素；
（3）由二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，所以检验二氧化碳之前先检验二氧化硫，再将之除尽，
故答案为：除去SO₂并检验其是否除尽；
（4）二氧化硫的检验用品红，二氧化硫会使之褪色，二氧化碳检验用澄清石灰水，检验二氧化碳之前先检验二氧化硫，再将之除尽，最后检验二氧化碳，二氧化碳能使石灰水变浑浊，故答案为：B中溶液褪色，C中溶液不褪色，D中溶液变浑浊．
（5）高锰酸钾的作用是除去二氧化硫并检验是否除尽，故加入氧化剂把二氧化硫氧化且有明显的颜色变化，
A．足量I₂的淀粉溶液，碘可把二氧化硫氧化除去，单质碘遇淀粉变蓝，故若溶液呈蓝色证明二氧化硫已除尽，A符合；
B．足量饱和NaHCO₃溶液，没有氧化性，不能把二氧化硫氧化，故B不符合；
C．足量Na₂SO₃溶液具有还原性，不能把二氧化硫氧化，故C不符合；
D．足量溴水，溴具有强氧化性，可把二氧化硫氧化颜色变浅，表明已除尽，故D符合；
故选AD．

点评：本题考查了二氧化硫的性质实验设计，中等难度．明确检验二氧化碳应排除二氧化硫的干扰是解题关键．