Question

4．在我國的能源結構中，燃煤約占70%，它是由多種有機物和無機物組成的混合物，主要成分是碳．為驗證煤炭中還含有硫，大家進行了以下活動：
（1）查閱資料：“SO₂能使KMnO₄溶液由紫紅色變?yōu)闊o色，反應的化學方程式為：
5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄．”
該化學方程式中的最后一個化學式因資料污損而模糊不全，請推測其化學式為H₂SO₄；
（2）方案設計：某同學設計了如下圖所示實驗裝置進行驗證．

經(jīng)交流討論，大家一致認為裝置②處存在明顯錯誤，請指出其中錯誤的原因是C．
A、氫氧化鈉溶液吸收CO₂的效果不好，應改用Ca（OH）₂溶液；
B、氣體不應該由長導管進入洗氣瓶，應該由短導管進入洗氣瓶；
C、氫氧化鈉溶液會吸收SO₂；①處即使有SO₂產生也到不了③處；
（3）鹽通常由離子構成，如：KMnO₄由K⁺和MnO₄^--構成．請根據(jù)“查閱資料”推測，KMnO₄溶液呈紫紅色是因為它含有MnO₄^-（填離子符號）

Answer 1

分析 （1）化學反應前后，元素種類不變，原子種類和總個數(shù)都不變；
（2）氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，和二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水；
（3）根據(jù)提供的信息和反應過程可以判斷相關方面的問題．

解答 解：（1）由反應的化學方程式可知，反應前有5個硫原子，反應后應該是5個，其中1個包含在未知物質中，反應前有20個氧原子，反應后應該是20個，其中4個包含在未知物質中，反應前后鉀原子、錳原子都是2個，反應前有4個氫原子，反應后應該是4個，其中2個包含在未知物質中，因此未知物質是硫酸．
故填：H₂SO₄；H₂SO₄．
（2）裝置②處存在的明顯錯誤是氫氧化鈉溶液會吸收SO₂，①處即使有SO₂產生也到不了③處．
故填：C．
（3）根據(jù)“查閱資料”可知KMnO₄溶液是紫紅色的，KMnO₄溶液呈紫紅色可能是因為它含有鉀離子，或含有高錳酸根離子，反應后溶液中含有鉀離子，而溶液是無色溶液，說明KMnO₄溶液呈紫紅色是因為溶液中含有高錳酸根離子，高錳酸根離子可以表示為MnO₄^-．
故填：MnO₄^-．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．