题目内容

15.近年来,我国对储氢纳米碳管的研究获得了重大进展,电弧法合成的纳米碳管常伴有大量物质--碳纳米颗粒.这种碳纳米颗粒可用氧化法提纯.其反应的化学方程式为:
C+2K2Cr2O7+8H2SO4(稀)→3CO2+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O
(1)配平、完成上述反应的化学方程式,并用“单线桥法”表示电子转移情况.
(2)此反应的氧化剂是K2Cr2O7,上述反应中若产生11g气体物质,则转移的电子数目为6.02×1023.
(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是A
A 酸性          B 氧化性          C 吸水性         D 脱水性.

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,结合质量守恒定律进行配平;
(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,还原剂被氧化,得到氧化产物;生成的气体为二氧化碳,根据二氧化碳物与转移电子之间的关系式计算;
(3)根据硫酸中元素化合价是否变化确定硫酸性质.

解答 解:(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;反应中C元素的化合价由0升高为+4价,3个C转移电子数为12e-,用单线桥法表示出电子转移为;

故答案为:3;2;8;3;2;2;8H2O;;
(2)该反应中元素化合价变化为: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,所以K2Cr2O7是氧化剂、C是还原剂,C元素被氧化,CO2为氧化产物;生成的气体为二氧化碳,根据二氧化碳物与转移电子之间:CO2~4e-,则产生11g气体物质,其物质的量为n=$\frac{m}{M}$=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol,则转移的电子为1mol,即为6.02×1023个;
故答案为:K2Cr2O7;6.02×1023;
(3)该反应硫酸中各元素化合价不变,体现酸性,故选A.

点评 本题以氧化还原反应为载体考查了物质的量的计算、氧化还原反应方程式的配平等知识点,根据转移电子守恒及原子守恒配平方程式,再结合各个物理量之间的关系计算,题目难度中等.

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