Question

3．近年來(lái)我國(guó)對(duì)碳納米管的研究也有了較大突破，即用電弧合成法來(lái)制碳納米管，但往往有大量的碳納米顆粒，需用氧化法來(lái)提純這些顆粒，化學(xué)方程式為：
3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄（�。�$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O．
試回答下列問(wèn)題：
（1）完成并配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式．
（2）此反應(yīng)的氧化劑為K₂Cr₂O₇，被氧化的元素為碳．
（3）H₂SO₄在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)是A（填字母）．
A．酸性　　　B．氧化性          C．吸水性           D．脫水性
（4）上述反應(yīng)若生成11g CO₂，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為N_A或6.02×10²³ ．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中C元素的化合價(jià)由0升高為+4價(jià)，Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià)，結(jié)合化合價(jià)升降總數(shù)相等以及質(zhì)量守恒定律配平；
（2）氧化劑是化合價(jià)降低元素所在的反應(yīng)物，化合價(jià)升高的元素被氧化；
（3）根據(jù)硫酸中的硫元素化合價(jià)的變化以及對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物來(lái)回答；
（4）生成11g CO₂，n（CO₂）=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol，結(jié)合C元素的化合價(jià)計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)．

解答 解：（1）反應(yīng)中C元素的化合價(jià)由0升高為+4價(jià)，一個(gè)碳化合價(jià)變化4，Cr元素的化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià)，1個(gè)K₂Cr₂O₇化合價(jià)變化6，4和6的最小公倍數(shù)為12，由化合價(jià)升降總數(shù)相等可知，C的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，K₂Cr₂O₇的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，最后由質(zhì)量守恒定律可知生成物中還生成水，由原子守恒可知其化學(xué)計(jì)量數(shù)為8，所以該化學(xué)反應(yīng)為3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄=3CO₂+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，
故答案為：3、2、8、3、2、2、8H₂O；
（2）鉻元素化合價(jià)降低，所以K₂Cr₂O₇做氧化劑，被還原，化合價(jià)升高的是碳元素，在反應(yīng)中被氧化，
故答案為：K₂Cr₂O₇；碳；
（3）H₂SO₄在上述反應(yīng)中沒(méi)有化合價(jià)的變化，生成了鹽硫酸銅，所以表現(xiàn)酸性，
故答案為：A；
（4）生成11g CO₂，n（CO₂）=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol，由C元素的化合價(jià)可知轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25mol×（4-0）×N_A=N_A，
故答案為：N_A或6.02×10²³ ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重氧化還原反應(yīng)配平及電子轉(zhuǎn)移的考查，注意守恒法的應(yīng)用，題目難度不大．