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：甲同学进行了如下图所示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：丙同学进行了如下图所示实验（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）（ 5 ）SO2 +（ 2 ）MnO4— +（ 2 ）H2O＝（ 5 ）SO42-+（ 2 ）Mn2+ +（ 4 ）H＋

（2）SO2也能使澄清石灰水变浑浊，不能证明煤中含有碳元素

（3）除去SO2并检验其是否除尽

（4）B中褪色， C中不褪色， D中变浑浊

（5）A D

【解析】

试题分析：（1）在氧化还原反应中应该遵循质量守恒定律和电子守恒。由于该反应同时还是离子反应，因此还应该符合电荷守恒。该反应方程式为5SO2 +2MnO4— +2 H2O＝5+ SO42-+2Mn2+ + 4H＋。（2）A中稀高锰酸钾溶液褪色证明含有SO2；B中澄清石灰水变浑浊，则可能是SO2使澄清石灰水变浑浊的，也可能是SO2与CO2共同作用的结果。因此不能证明煤中含有碳元素。（3）在装置A中使煤充分燃烧，通过B稀酸性高锰酸钾溶液来检验SO2；通过C浓酸性高锰酸钾溶液来除去SO2，以确保完全除尽。然后在通过D澄清石灰水来检验CO2气体。若澄清的石灰水变浑浊，则证明含有CO2，否则就不含有CO2。（4）证明煤中含有硫元素的现象是B中褪色，证明含有碳元素的现象是C中不褪色， D中变浑浊。（5）高锰酸钾溶液有强氧化性，可以把SO2氧化为硫酸。若用其它物质来代替，只要物质有强氧化性，可以与SO2发生氧化还原反应即可。A．I2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HI。溶液的紫色褪去。正确。B．NaHCO3＋SO2= NaHSO3＋CO2．虽然能除去SO2，但是能产生CO2，会影响CO2的检验。错误。C．Na2SO3＋SO2＋2H2O=2NaHSO3，由于该溶液呈碱性，也能吸收CO2，所以会影响CO2的检验。错误。D．足量溴水，发生反应：Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。但是与CO2不能发生反应，所以可以除去SO2来检验CO2。正确。因此选项为AD。

考点：考查离子方程式的书写、物质的检验、实验方案的设计与评价的知识。