《2025年优化设计单元测试卷九年级化学上册人教版》

19. 酸雨主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
【提出问题】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),该反应的化学方程式为$5SO_2 + 2KMnO_4 + 2H_2O = K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2X”。$这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是${H2SO4}$。
(2)“二氧化硫和二氧化碳一样,也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：${SO2 +Ca(OH)2\xlongequal{}CaSO3\downarrow +H2O}$。
根据上述资料,甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】(3)甲同学进行了如图1中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。
(4)乙同学认为甲同学的实验方案不合理,其理由是二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素。
(5)丙同学进行了如图2所示实验(部分装置在图中略去)。

【探究与结论】(6)图2中E装置的作用是除去过多的二氧化硫(或排除二氧化硫的干扰)。
(7)利用图2装置证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是D中的溶液褪色，E中的溶液不褪色，F中澄清石灰水变浑浊。

答案：
(1)${H2SO4}$
(2)${SO2 +Ca(OH)2\xlongequal{}CaSO3\downarrow +H2O}$
(4)二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素
(6)除去过多的二氧化硫(或排除二氧化硫的干扰)
(7)D中的溶液褪色，E中的溶液不褪色，F中澄清石灰水变浑浊解析
(1)由化学方程式${5SO2 +2KMnO4 +2H2O\xlongequal{}K2SO4 +2MnSO4 +2X}$知：反应前比反应后多4个氢原子，2个硫原子，8个氧原子，所以每个X中有2个氢原子，1个硫原子，4个氧原子，即X的化学式为${H2SO4}$。
(2)二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式为${SO2 +Ca(OH)2\xlongequal{}CaSO3\downarrow +H2O}$。
(4)乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素。
(6)图E装置内的浓高锰酸钾溶液能与二氧化硫反应，所以它的作用是除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰。
(7)证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中D中的溶液褪色，E中的溶液不褪色，F中澄清石灰水变浑浊，D中褪色说明有二氧化硫，E中不褪色说明二氧化硫已经被除去，F中变浑浊说明有二氧化碳生成，可以说明有碳元素和硫元素。