Question

儲氫納米碳管的研制成功體現了科技的進步。用電弧法合成的納米碳管常伴有大量的雜質碳納米顆粒，這種碳納米顆粒可用氧化汽化法提純。其反應中的反應物和生成物有C、CO₂、H₂SO₄、K₂Cr₂O₇、K₂SO₄、Cr₂(SO₄)₃、H₂O七種物質。
（1）請用上述物質填空，并配平化學方程式：

（2）上述反應中氧化劑是(填化學式)_______________，被氧化的元素是(填元素符號)_____________。
（3）H₂SO₄在上述反應中表現出來的性質是(填選項編號)____________________。
A．氧化性        B．酸性         C．氧化性和酸性        D．還原性和酸性
（4）若反應中電子轉移了0.8 mol，則產生的氣體在標準狀況下的體積為________升。

Answer 1

（1）3  2K₂Cr₂O₇  8  3CO₂  2K₂SO₄  2  8  (共2分，其中配平1分，化學式1分）
（2）K₂Cr₂O₇ C     (各2分)
（3）B  (1分)
（4）4.48      (2分)

試題分析：（1）由C→CO₂、K₂Cr₂O₇→Cr₂(SO₄)₃可知，碳元素的化合價從0價升高到＋4價，失去4個電子。Cr元素的化合價從＋6價降低到＋3價，得到3個電子，所以根據電子得失守恒可知還原劑與氧化劑的物質的量之比是3:2。根據原子守恒可知，反應中還有硫酸鉀生成，則反應的化學方程式為3C＋2K₂Cr₂O₇＋8H₂SO₄＝3CO₂↑＋2K₂SO₄＋2Cr₂(SO₄)₃＋8H₂O。
（2）根據（1）可知氧化劑為K₂Cr₂O₇，還原產物為Cr₂(SO₄)₃，還原劑為C，氧化產物為CO₂，被氧化的元素是C。
（3）H₂SO₄在反應中各元素的化合價沒有發生變化，但反應中有硫酸鹽生成，所以硫酸只表現酸性，答案選B。
（4）設產生的氣體的體積為V，根據反應式計算：
3C＋2K₂Cr₂O₇＋8H₂SO₄＝3CO₂↑＋2K₂SO₄＋2Cr₂(SO₄)₃＋8H₂O轉移電子
33.6L                         12mol
V                  0.8mol
解得V＝＝4.48L