Question

18．儲氫納米碳管研究成功體現(xiàn)了科技的進步．但用電弧法合成的碳納米管常伴有大量的雜質(zhì)--碳納米顆粒，這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純．其反應(yīng)式為：
□C+□K₂Cr₂O₇+□H₂SO₄→□CO₂↑+□K₂SO₄+□Cr₂（SO₄）₃+□H₂O
（1）完成并配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向與數(shù)目（單線橋法）；
（2）此反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是CO₂；
（3）上述反應(yīng)中若產(chǎn)生0.1mol CO₂氣體，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.4mol．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中C元素的化合價由0升高為+4價，Cr元素的化合價由+6價降低為+3價，結(jié)合質(zhì)量守恒定律進行配平；
（2）根據(jù)反應(yīng)中元素的化合價的變化來判斷氧化產(chǎn)物；
（3）根據(jù)方程式及其產(chǎn)生0.1mol CO₂氣體計算電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）反應(yīng)中C元素的化合價由0升高為+4價，Cr元素的化合價由+6價降低為+3價，由電子守恒可知，C的化學(xué)計量數(shù)為3，K₂Cr₂O₇的化學(xué)計量數(shù)為2，由質(zhì)量守恒定律可知，配平后的化學(xué)反應(yīng)為：2K₂Cr₂O₇+3C+8H₂SO₄=2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O+3CO₂；反應(yīng)中C元素的化合價由0升高為+4價，3個C轉(zhuǎn)移電子數(shù)為12e^-，用單線橋法表示出電子轉(zhuǎn)移為；

故答案為：3；2；8；3；2；2；8；；
（2）分析所給物質(zhì)的化合價氧化劑為K₂Cr₂O₇，還原產(chǎn)物為Cr₂（SO₄）₃，還原劑為C，氧化產(chǎn)物為CO₂．故答案為：CO₂；
（3）設(shè)產(chǎn)生的氣體的體積為V，根據(jù)反應(yīng)式計算：
   3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O      轉(zhuǎn)移電子
                       3                                  12mol             
                       0.1                                 0.4mol
故答案為：0.4．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)方程式的配平，氧化劑、還原劑等概念的了解和判斷，以及有關(guān)氧化還原反應(yīng)的簡單計算，做題時注意正確判斷化合價的變化，從氧化還原反應(yīng)氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等進行配平和計算．