题目内容
【题目】储氢纳米碳管的研制成功体现了科技的进步。用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七种。
(1)请用上述物质填空(不用配平):C+________+H2SO4——________+______+Cr2(SO4)3+H2O。
(2)上述反应中氧化剂是(填化学式)________,被氧化的元素是(填元素符号)________。
(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是(填选项序号)________。
A.氧化性 B.氧化性和酸性 C.酸性 D.还原性和酸性
(4)若反应中电子转移了0.8 mol,则产生的气体在标准状况下的体积为________。
【答案】K2Cr2O7 CO2 K2SO4 K2Cr2O7 C C 4.48 L
【解析】
(1)由C→CO2、K2Cr2O7→Cr2(SO4)3可知,碳元素的化合价从0价升高到+4价,失去4个电子。Cr元素的化合价从+6价降低到+3价,得到3个电子,所以根据电子得失守恒可知还原剂与氧化剂的物质的量之比是3:2。根据原子守恒可知,反应中还有硫酸钾生成,则反应的化学方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。
(2)根据(1)可知氧化剂为K2Cr2O7,还原产物为Cr2(SO4)3,还原剂为C,氧化产物为CO2,被氧化的元素是C。
(3)H2SO4在反应中各元素的化合价没有发生变化,但反应中有硫酸盐生成,所以硫酸只表现酸性,答案选B。
(4)设产生的气体的体积为V,根据反应式计算:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O转移电子
33.6L 12mol
V 0.8mol
解得V==4.48L。