Question

18．储氢纳米碳管研究成功体现了科技的进步．但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．其反应式为：
□C+□K₂Cr₂O₇+□H₂SO₄→□CO₂↑+□K₂SO₄+□Cr₂（SO₄）₃+□H₂O
（1）完成并配平上述反应的化学方程式并标出电子转移方向与数目（单线桥法）；
（2）此反应的氧化产物是CO₂；
（3）上述反应中若产生0.1mol CO₂气体，则转移电子的物质的量是0.4mol．

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，结合质量守恒定律进行配平；
（2）根据反应中元素的化合价的变化来判断氧化产物；
（3）根据方程式及其产生0.1mol CO₂气体计算电子转移的物质的量．

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；8；；
（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．故答案为：CO₂；
（3）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
                       3                                  12mol             
                       0.1                                 0.4mol
故答案为：0.4．

点评 本题考查氧化还原反应方程式的配平，氧化剂、还原剂等概念的了解和判断，以及有关氧化还原反应的简单计算，做题时注意正确判断化合价的变化，从氧化还原反应氧化剂和还原剂得失电子数目相等进行配平和计算．