Question

16．焦炭是工业生产中的重要还原剂和燃料，活性炭用于生活和实验室中通过吸附作用除去有害气体或有毒物质．它们的化学成分都可以看成是碳单质．

（1）红热的焦炭投入浓硝酸中，写出反应的化学方程式C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）将一定条件下的高锰酸钾溶液与活性炭混合，可发生如下反应（未配平）4MnO₄^-+3C+1H₂O--4MnO₂+2HCO₃^-+CO₃^2-，则 ①处应该填入的微粒化学式为HCO₃^-；
（3）PbO俗称密陀僧或铅黄，将黄色粉末状PbO和足量活性炭充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按图连接仪器．实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成．同时，b瓶的溶液中出现白色浑浊．待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却．此时，管中的熔融物凝固成银白色金属．
写出反应管a中发生的所有反应的化学方程式PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO↑PbO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO₂CO₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO
2PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）碳与浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）高锰酸钾具有强的氧化性，能够氧化碳生成碳酸根离子、碳酸氢根离子，依据原子个数守恒、得失电子守恒书写反应的方程式；
（3）碳、一氧化碳具有还原性能够还原氧化铅，二氧化碳与炭在高温下反应生成一氧化碳．

解答 解：（1）碳与浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，化学方程式：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
故答案为：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）依据题意可知，锰元素由+7价降为+4价，C由0价升高为+4价，要使得失电子守恒，高锰酸钾根前系数为4，碳系数为3，依据原子个数守恒，反应方程式：4MnO₄^-+3C+H₂O=4MnO₂+2HCO₃^-+CO₃^2-，
故答案为：4，3，1，4，2，HCO₃^-；
（3）碳、一氧化碳具有还原性能够还原氧化铅，二氧化碳与炭在高温下反应生成一氧化碳，反应的方程式：PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO↑    PbO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO₂    CO₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO        
2PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+CO₂↑；
故答案为：PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO↑    PbO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO₂    CO₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO    2PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+CO₂↑．

点评 本题考查了化学方程式的书写，侧重考查氧化还原反应方程式书写，明确氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒规律是解题关键，题目难度中等．