Question

【题目】重大科技进展中的其中一项为：储氢碳纳米管研究获重大进展，用电弧法合成碳纳米管，常伴有大量杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化汽化法提纯。其反应式为：

K2Cr2O7+C+H2SO4→Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O+CO2↑

（1）配平上述反应的化学方程式

K2Cr2O7 + C + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + CO2↑

（2）此反应的氧化剂为 ；氧化产物是 。（填化学式）

（3）要使10mL 1.0 mol·L-1的K2Cr2O7溶液被还原，至少要加入 ml2.0 mol·L-1的H2SO4溶液。

（4）H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 （填选项编号）

A．酸性 B．氧化性 C．吸水性 D．还原性

（5）在配平H2O2、KMnO4、H2SO4三者反应的化学方程式时，出现多套配平系数，如：

a．7H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+6O2↑+K2SO4+10H2O

b．5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O

c．9H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+7O2↑+K2SO4+12H2O

用H218O2进行示踪实验（18O为示踪原子），证实生成的氧气全部是18O2，仅据这一实验事实，回答下列问题：

H2O2仅起还原剂作用的化学方程式是 （填序号a、b、c）。

研究三个化学方程式各组系数的变化规律，写出符合该规律的一个新的化学方程式 。

Answer 1

【答案】（1）2，3，8，2，2，8，3（2分)

（2）K2Cr2O7；CO2 (各1分)（3）20（2分）（4）A（2分）

（5）①b（2分）②11H2O2+2KMnO4+3H2SO4＝2MnSO4+8O2↑+K2SO4+14H2O

【解析】

试题分析：：（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，由电子守恒可知，C的化学计量数为3，K2Cr2O7的化学计量数为2，由质量守恒定律可知，配平后的化学反应为：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2（SO4）3+8H2O+3CO2↑；

（2）分析所给物质的化合价氧化剂为K2Cr2O7，还原产物为Cr2（SO4）3，还原剂为C，氧化产物为CO2；

（3）10mL 1.0molL-1的K2Cr2O7溶液中含有K2Cr2O7的物质的量为：1.0molL-1×0.01L=0.01mol，根据反应方程式2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2（SO4）3+8H2O+3CO2↑可知，消耗硫酸的物质的量为0.04mol，需要2.0molL-1的H2SO4溶液的体积为：V=0.04mol÷2.0mol/L=0.02L=20mL；

（4）H2SO4在反应中各元素的化合价没有发生变化，只表现酸性，故答案为：A；

（5）a.7H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+6O2↑+K2SO4+10H2O中，Mn元素的化合价降低，H2O2中O元素化合价升高也降低；b.5H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O，Mn元素的化合价降低，H2O2中O元素化合价升高；c.9H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+7O2↑+K2SO4+12H2O，Mn元素的化合价降低，H2O2中O元素化合价升高也降低；

①H2O2仅作还原剂，其O元素的化合价只升高，2molKMnO4得到10mol电子，则只有b符合只作还原剂遵循电子守恒，故答案为：b；

②由化学计量数的变化可知，H2O2的系数增加2，则生成的氧气系数增加1，生成水的系数增加2，符合条件的反应为：11H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+8O2↑+K2SO4+14H2O。