Question

3．近年来我国对碳纳米管的研究也有了较大突破，即用电弧合成法来制碳纳米管，但往往有大量的碳纳米颗粒，需用氧化法来提纯这些颗粒，化学方程式为：
3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄（稀）$\stackrel{△}{→}$3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8（H₂O）
试回答下列问题：
①完成并配平上述反应的化学方程式．
②上述反应若生成11g CO₂，则转移电子的数目为N_A或6.02×10²³．

Answer 1

分析 （1）反应中C元素的化合价由0升高为+4价，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，结合化合价升降总数相等以及质量守恒定律配平；
（2）生成11g CO₂，n（CO₂）=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol，结合C元素的化合价计算转移电子数．

解答 解：（1）反应中C元素的化合价由0升高为+4价，一个碳化合价变化4，Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，1个K₂Cr₂O₇化合价变化6，4和6的最小公倍数为12，由化合价升降总数相等可知，C的化学计量数为3，K₂Cr₂O₇的化学计量数为2，最后由质量守恒定律可知生成物中还生成水，由原子守恒可知其化学计量数为8，所以该化学反应为3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄=3CO₂+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，
故答案为：3；2；8；3；2；2；8；H₂O；
（2）生成11g CO₂，n（CO₂）=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol，由C元素的化合价可知转移电子数为0.25mol×（4-0）×N_A=N_A，故答案为：N_A或6.02×10²³．

点评 本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应配平及电子转移的考查，注意守恒法的应用，题目难度不大．