Question

【題目】（調查與研究）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，其數據如下表所示：

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根據表格中的數據，請繪制出時間-pH關系圖_______。

②根據雨水的pH及其變化情況，判斷本地區是否酸雨？_______（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（由紫紅色變為無色）。

（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）：

“現象與結論”

	現象	結論
B	________	煤中含有硫元素
C	無明顯現象
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

由表中實驗數據可得出的結論是______________；________________。

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】

調查與研究：

①根據表格中的數據，繪制出的時間-pH關系圖為：。

②pH﹤5.6的雨水是酸雨，本地區的雨水pH小于5.6，因此本地區的雨水是酸雨。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（或由紫紅色變為無色），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，根據實驗結論煤中含有硫元素，因此B中的實驗現象是：溶液褪色；因為C裝置中無明顯現象，所以進入D裝置的氣體中已經不含二氧化硫，根據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數據可得出的結論是：溫度越低，脫硫率越高；

由表中實驗Ⅰ、Ⅱ數據可得出的結論是：煙氣中SO2濃度越低，脫硫率越高。

根據反應過程分析可知，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：。