Question

近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴(yán)重，主要是因?yàn)榇罅咳紵�含硫量高的煤而形成的�?br />【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客ㄟ^實(shí)驗(yàn)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?yōu)闊o色），請完成該反應(yīng)的離子方程式：

 

SO₂+

 

MnO₄^-+

 

=

 

+

 

Mn²⁺+

 

根據(jù)上述資料，甲同學(xué)和丙同學(xué)分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究．
【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)：甲同學(xué)進(jìn)行了如圖一所示A、B兩步實(shí)驗(yàn)：

“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”：A中稀高錳酸鉀溶液褪色，B中澄清石灰水變渾濁．
“得出結(jié)論”：煤燃燒生成二氧化硫和二氧化碳，證明煤中含有碳元素和硫元素．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為甲的方案不合理，其理由是：

 

【實(shí)驗(yàn)探究】丙同學(xué)：丙同學(xué)進(jìn)行了如圖二所示實(shí)驗(yàn)（部分裝置在圖中略去）：
（3）上圖C裝置的作用是

 

（4）證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是：

 

（5）裝置C中的高錳酸鉀溶液也可以替換為

 

A．足量I₂的淀粉溶液   B．足量飽和NaHCO₃溶液   C．足量Na₂SO₃溶液    D．足量溴水．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)元素化合價的變化結(jié)合電子守恒和元素守恒知識來配平；
（2）根據(jù)二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氫氧化鈣之間發(fā)生反應(yīng)；
（3）根據(jù)二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氫氧化鈣之間發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)結(jié)合物質(zhì)檢驗(yàn)的試劑來回答；
（4）二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，均可以和氫氧化鈣之間發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)，要先驗(yàn)證二氧化硫再除去二氧化硫再驗(yàn)證二氧化碳；
（5）高錳酸鉀的作用是除去二氧化硫并檢驗(yàn)是否除盡，故加入氧化劑把二氧化硫氧化且有明顯的顏色變化．

解答： 解：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，把二氧化硫氧化成硫酸，本身被二氧化硫還原成錳離子，故缺項(xiàng)為水、硫酸根離子和氫離子；
二氧化硫的化合價從+4升高到+6，升高了2價，高錳酸鉀中錳元素化合價從+7降到+2，下降了5價，所以二氧化硫前邊系數(shù)是5，高錳酸根系數(shù)是2，錳離子系數(shù)是2，硫酸根系數(shù)是5，根據(jù)原子守恒得到化學(xué)反應(yīng)系數(shù)即可，故答案為：（ 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樣，也能使澄清石灰水變渾濁，所以檢驗(yàn)二氧化碳之前先檢驗(yàn)二氧化硫，再將之除盡，最后檢驗(yàn)二氧化碳，
故答案為：二氧化硫也能使澄清的石灰水變混濁，無法證明煤中含有碳元素；
（3）由二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，所以檢驗(yàn)二氧化碳之前先檢驗(yàn)二氧化硫，再將之除盡，
故答案為：除去SO₂并檢驗(yàn)其是否除盡；
（4）二氧化硫的檢驗(yàn)用品紅，二氧化硫會使之褪色，二氧化碳檢驗(yàn)用澄清石灰水，檢驗(yàn)二氧化碳之前先檢驗(yàn)二氧化硫，再將之除盡，最后檢驗(yàn)二氧化碳，二氧化碳能使石灰水變渾濁，故答案為：B中溶液褪色，C中溶液不褪色，D中溶液變渾濁．
（5）高錳酸鉀的作用是除去二氧化硫并檢驗(yàn)是否除盡，故加入氧化劑把二氧化硫氧化且有明顯的顏色變化，
A．足量I₂的淀粉溶液，碘可把二氧化硫氧化除去，單質(zhì)碘遇淀粉變藍(lán)，故若溶液呈藍(lán)色證明二氧化硫已除盡，A符合；
B．足量飽和NaHCO₃溶液，沒有氧化性，不能把二氧化硫氧化，故B不符合；
C．足量Na₂SO₃溶液具有還原性，不能把二氧化硫氧化，故C不符合；
D．足量溴水，溴具有強(qiáng)氧化性，可把二氧化硫氧化顏色變淺，表明已除盡，故D符合；
故選AD．

點(diǎn)評：本題考查了二氧化硫的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，中等難度．明確檢驗(yàn)二氧化碳應(yīng)排除二氧化硫的干擾是解題關(guān)鍵．