Question

【題目】（調(diào)查與研究）化學魔法課堂社團成員來到某電鍍廠附近（工廠使用的燃料主要是煤），開展下列實驗活動：取剛降到地面的雨水水樣，用pH計每隔幾分鐘測一次pH，其數(shù)據(jù)如下表所示：

測定時刻	5：05	5：11	5：15	5：20	5：25	5：30
pH	4.95	4.94	4.94	4.88	4.86	4.85

①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，請繪制出時間-pH關系圖_______。

②根據(jù)雨水的pH及其變化情況，判斷本地區(qū)是否酸雨？_______（填“是”或“否”）。雨水的酸性在______（填“增強”或“減弱”）。

③社團同學分析造成這一現(xiàn)象的原因是大量燃燒含硫量高的煤而形成的，此外，各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。

（提出問題）通過實驗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）。

（2）二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁。

根據(jù)上述資料，甲同學、乙同學和丙同學分別設計實驗方案進行探究。

（實驗探究）

（3）甲同學：

“實驗操作”：甲同學進行了如下圖所示A、B兩步實驗：

“實驗現(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。

（4）乙同學認為甲同學的實驗方案不合理，其理由是：___________。

（5）丙同學：

“實驗操作”：丙同學進行了如下圖所示實驗（部分裝置在圖中略去）：

“現(xiàn)象與結論”

	現(xiàn)象	結論
B	________	煤中含有硫元素
C	無明顯現(xiàn)象
D	________	煤中含有碳元素

上圖C裝置的作用是________________。

（6）為了研究脫硫率（脫硫率是已除去的二氧化硫的量占總二氧化硫量的百分比）與溫度、煙氣中SO2濃度的關系，他們進行了探究實驗。實驗結果如下：

實驗序號	溫度/℃	煙氣中SO2濃度/10-2g·L-1	脫硫率/%
I	23	2.5	99.5
II	23	3.2	97.1
III	40	2.5	94.3

由表中實驗數(shù)據(jù)可得出的結論是______________；________________。

目前，科學家正在研究在一定條件下將乙烯（C2H4）和煙氣混合除去二氧化硫，其反應的過程可分為如下三步：

第一步：O2與Cu+反應生成Cu+（O2）；

第二步：Cu+（O2）與SO反應生成Cu+（SO3）2；

第三步：Cu+（SO3）2與C2H4反應生成S、CO2、H2O和Cu+。

除去二氧化硫的總反應的化學方程式是_________________。

Answer 1

【答案】 是 增強 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 溶液褪色 澄清的石灰水變渾濁 除去過多的二氧化硫（或排除二氧化硫的干擾） 溫度越低，脫硫率越高 煙氣中SO2濃度越低，脫硫率越高 或：

【解析】

調(diào)查與研究：

①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，繪制出的時間-pH關系圖為：。

②pH﹤5.6的雨水是酸雨，本地區(qū)的雨水pH小于5.6，因此本地區(qū)的雨水是酸雨。雨水的pH隨著時間的增加而減小，pH越小，酸性越強，因此雨水的酸性在增強。

實驗探究：

（4）從題中提供的資料中可知，二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁。因此乙同學認為甲同學的實驗方案不合理，其理由是：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。

（5）丙同學：

從題中提供的資料中可知，二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色（或由紫紅色變?yōu)闊o色），如果煤中含有硫元素，燃燒時就會生成二氧化硫，B中高錳酸鉀溶液就會褪色，根據(jù)實驗結論煤中含有硫元素，因此B中的實驗現(xiàn)象是：溶液褪色；因為C裝置中無明顯現(xiàn)象，所以進入D裝置的氣體中已經(jīng)不含二氧化硫，根據(jù)煤中含有碳元素的結論，煤燃燒后有二氧化碳生成，因此D裝置中的現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁；因為二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁，而含硫煤燃燒生成二氧化碳的同時有二氧化硫生成，所以在B和D之間的C裝置作用是：除去過多的二氧化硫（或排除二氧化硫的干擾）。

（6）由表中實驗Ⅰ、Ⅲ數(shù)據(jù)可得出的結論是：溫度越低，脫硫率越高；

由表中實驗Ⅰ、Ⅱ數(shù)據(jù)可得出的結論是：煙氣中SO2濃度越低，脫硫率越高。

根據(jù)反應過程分析可知，參加該反應的物質是O2、SO2、C2H4，生成物是S、CO2、H2O，Cu+是催化劑，因此除去二氧化硫的總反應的化學方程式是：或：。