Question

6．储氢纳米碳管的研制成功体现了科技的进步．用电弧法合成的纳米碳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汽化法提纯．其反应中的反应物和生成物有C、CO₂、H₂SO₄、K₂Cr₂O₇、K₂SO₄、Cr₂（SO₄）₃、H₂O七种物质．
（1）请用上述物质填空，并配平化学方程式：
□C+□K₂Cr₂O₇+□H₂SO₄→□CO₂↑+□K₂SO₄+□Cr₂（SO₄）₃+□H₂O
（2）上述反应中氧化剂是（填化学式）K₂Cr₂O₇，被氧化的元素是（填元素符号）C．
（3）H₂SO₄在上述反应中表现出来的性质是（填选项编号）B．
A．氧化性  B．酸性C．氧化性和酸性   D．还原性和酸性
（4）若反应中电子转移了3mol，则产生的气体在标准状况下的体积为16.8升．

Answer 1

分析 （1）分析反应体系中各种物质的所含元素化合价变化，依据得失电子配平氧化剂、还原剂，依据原子个数守恒配平其他物质；
（2）所含元素化合价降低的反应物为氧化剂；元素化合价升高的被氧化；
（3）依据硫酸在反应中硫元素化合价变化解答；
（4）根据电子转移的数目与氧化剂或还原剂之间的物质的量的关系进行计算．

解答 解：（1）反应中C→CO₂碳元素化合价升高4价，K₂Cr₂O₇→Cr₂（SO₄）₃铬元素化合价降3价，依据氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子总数，C系数为3，K₂Cr₂O₇系数为2，依据原子个数守恒配平其他物质的系数，反应方程式：3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O；
故答案为：3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O；
（2）反应中K₂Cr₂O₇→Cr₂（SO₄）₃铬元素化合价降3价，所以K₂Cr₂O₇为氧化剂；碳元素化合价升高，被氧化；
故答案为：K₂Cr₂O₇；C；
（3）H₂SO₄在反应中各元素化合价均不变，反应生成硫酸盐，表现硫酸的酸性；
故答案为：酸性；
（4）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
                       3×22.4L                                12mol             
                        V                                      3mol
解得V=16.8L
故答案为：16.8L．

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、方程式的有关计算，熟悉氧化还原反应基本概念和规律是解题关键，题目难度中等．