题目内容
【题目】(1)在天平左右两边的托盘天平上,各放一个盛有等体积、等物质的量浓度的足量稀硫酸的烧杯,待天平平衡后,向两烧杯中分别加入铁和镁,若要使天平仍保持平衡,则所加铁和镁的物质的量比是______________。
(2)近年来,我国储氧纳米碳管研究获重大进展,电弧法合成的碳纳米管,常伴有大量物质——碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为:____C+____K2CrO7+_______H2SO4(稀)___CO2↑+____K2SO4+____Cr(SO4)3+____H2O。
①配平上述反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目________________。
②此反应的氧化剂是__________,氧化产物是_______。
③上述反应中若产生l1g气体物质,则转移电子的数目为_______。
【答案】 11/27(或22/54) 3 2 8 3 2 2 8 K2Cr2O7 CO2 6.02×1023(或NA)
【解析】(1) .因硫酸足量,故铁和镁都完全反应,
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
由化学方程式可知,影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气,分别加入铁和镁后,只有当天平两端增加的质量相同时,天平才可仍保持平衡。设所加铁与镁的质量分别为x、y(此时天平两端增加的质量均为a)。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 增加的质量(差量)
56 2 56-2=54
x a
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 增加的质量(差量)
24 2 24-2=22
y a
56∶54= x∶a
24∶22=y∶a
当酸足量时,所加的铁与镁的质量比为77∶81时天平仍保持平衡,此时铁与镁的物质的量之比为: : = ,故答案为11/27;
(2) .①.该反应中C元素化合价由0价变为+4价、Cr元素化合价由+6价变为+3价,根据转移电子相等及原子守恒配平方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4(稀)=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O;该反应中C失去电子转移给Cr元素,转移电子数为12,所以电子转移的方向和数目为:
故答案为:3;2;8;3;2;2;8;;
②.得电子化合价降低的反应物是氧化剂,失电子化合价升高的反应物是还原剂,还原剂对应的产物是氧化产物,该反应中氧化剂是K2Cr2O7,还原剂是C,氧化产物是CO2,
故答案为:K2Cr2O7;CO2;
③.生成的气体是二氧化碳,二氧化碳的物质的量=11g÷44g/mol=0.25mol,1molC反应转移4mol电子,则0.25molC反应转移1mol电子,转移电子数为6.02×1023(或NA),故答案为:6.02×1023(或NA)。