Question

【題目】煤是一種化石燃料，某化學小組同學對其組成元素進行了相關探究活動：

（提出問題）煤中是否含有碳元素和硫元素。

（查閱資料）

(1)二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，反應的化學方程式為：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O。

(2)二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色(由紫紅色變為無色)，該反應的化學方程式為：5SO2+2KMnO4+2X=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4，其中X的化學式是__，依據的原理是___。

根據上述資料，甲、乙同學進行了如下實驗探究。

（實驗探究）

實驗1：甲同學進行了如下圖所示A、B兩步實驗：

A實驗中高錳酸鉀溶液褪色，B實驗中澄清石灰水變渾濁。甲同學根據A實驗中高錳酸鉀溶液褪色，得出：煤中含有___元素，根據B實驗中澄清石灰水變渾濁得出：煤中含有碳元素。乙同學認為甲同學的方案的不合理，理由是：___。

實驗2：乙同學設計并進行了如下圖所示實驗(夾持裝置略去)：

（實驗現象）

(1)裝置C中的現象是____。

(2)裝置D中的現象是___，相應的方程式為：___，該反應在實驗室可用來檢驗___。

（實驗結論）煤中含有碳元素和硫元素。

（實驗反思）

(1)將煤塊粉碎成煤粉的目的是____。

(2)實驗中裝置C的作用是____。

(3)化石燃料的燃燒會產生大量的二氧化碳，使大氣中二氧化碳的含量不斷上升，從而導致___效應增強，全球氣候變暖。

（拓展運用）

通過該探究活動知道了如何區別二氧化碳和二氧化硫，其方法是____。

Answer 1

【答案】H2O 質量守恒定律（化學變化中，原子的種類、數目不發生改變） 硫(或S) 二氧化硫也會使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素 溶液仍為紫紅色 溶液變渾濁 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 二氧化碳氣體 增大接觸面積，使其充分燃燒 檢驗二氧化硫是否除盡 溫室 將氣體通入高錳酸鉀溶液中，若溶液由由紫紅色變為無色，則該氣體是二氧化硫，若溶液仍為紫紅色，則該氣體是二氧化碳。

【解析】

[提出問題]

(2) 據質量守恒定律可知，化學反應前后原子的種類、個數不變，反應前有18個氧原子、2個鉀原子、2個錳原子、5個硫原子，反應后有2個鉀原子、2個錳原子、5個硫原子，20個氧原子、4個氫原子，所以一個X的分子中有2個氫原子、1個氧原子； X的化學式為H2O：

[實驗探究]

實驗1：二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色(由紫紅色變為無色)，二氧化碳能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，A實驗中高錳酸鉀溶液褪色，B實驗中澄清石灰水變渾濁。甲同學根據A實驗中高錳酸鉀溶液褪色，得出：煤中含有硫元素。乙同學認為：甲同學的方案的不合理，理由是：二氧化硫也會使澄清石灰水變渾濁，無法證明煤中含有碳元素；

實驗2：

[實驗現象]

(1)裝置C中的現象是高錳酸鉀溶液不褪色，說明二氧化硫已經被吸收盡；

(2)裝置D中的現象是澄清石灰水變渾濁，相應的方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，該反應在實驗室可用來檢驗二氧化碳氣體；

[實驗反思]

(1)將煤塊粉碎成煤粉的目的是增大煤和氧氣的接觸面積，促進煤的燃燒；

(2)實驗中裝置C的作用是檢驗二氧化硫是否除盡；

(3)化石燃料的燃燒會產生大量的二氧化碳，使大氣中二氧化碳的含量不斷上升，從而導致溫室效應增強，全球氣候變暖；

[拓展運用]

通過該探究活動知道了如何區別二氧化碳和二氧化硫，其方法是體通入高錳酸鉀溶液中，若溶液由紫紅色變為無色，則該氣體是二氧化硫，若溶液仍為紫紅色，則該氣體是二氧化碳。