Question

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。其反应中的反应物和生成物有C、CO₂、H₂SO₄、K₂Cr₂O₇、K₂SO₄、Cr₂(SO₄)₃和H₂O七种。

(1)请用上述物质填空(不用配平)：C+________+H₂SO₄——________+______+Cr₂(SO₄)₃+H₂O。

(2)上述反应中氧化剂是(填化学式)________，被氧化的元素是(填元素符号)________。

(3)H₂SO₄在上述反应中表现出来的性质是(填选项序号)________。

A．氧化性              B．氧化性和酸性           C．酸性                D．还原性和酸性

(4)若反应中电子转移了0.8 mol，则产生的气体在标准状况下的体积为________。

Answer

K2Cr2O7 CO2 K2SO4 K2Cr2O7 C C 4.48 L

【解析】

（1）由C→CO2、K2Cr2O7→Cr2(SO4)3可知，碳元素的化合价从0价升高到＋4价，失去4个电子。Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子，所以根据电子得失守恒可知还原剂与氧化剂的物质的量之比是3:2。根据原子守恒可知，反应中还有硫酸钾生成，则反应的化学方程式为3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4＝3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O。

（2）根据（1）可知氧化剂为K2Cr2O7，还原产物为Cr2(SO4)3，还原剂为C，氧化产物为CO2，被氧化的元素是C。

（3）H2SO4在反应中各元素的化合价没有发生变化，但反应中有硫酸盐生成，所以硫酸只表现酸性，答案选B。

（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

33.6L 12mol

V 0.8mol

解得V＝＝4.48L。