Question

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

Answer 1

分析 （1）反應中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，結合化合價升降總數相等以及質量守恒定律配平；
（2）氧化劑是化合價降低元素所在的反應物，化合價升高的元素被氧化；
（3）根據硫酸中的硫元素化合價的變化以及對應的產物來回答；
（4）生成11g CO₂，n（CO₂）=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol，結合C元素的化合價計算轉移電子數．

解答 解：（1）反應中C元素的化合價由0升高為+4價，一個碳化合價變化4，Cr元素的化合價由+6價降低為+3價，1個K₂Cr₂O₇化合價變化6，4和6的最小公倍數為12，由化合價升降總數相等可知，C的化學計量數為3，K₂Cr₂O₇的化學計量數為2，最后由質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計量數為8，所以該化學反應為3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄=3CO₂+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，
故答案為：3、2、8、3、2、2、8H₂O；
（2）鉻元素化合價降低，所以K₂Cr₂O₇做氧化劑，被還原，化合價升高的是碳元素，在反應中被氧化，
故答案為：K₂Cr₂O₇；碳；
（3）H₂SO₄在上述反應中沒有化合價的變化，生成了鹽硫酸銅，所以表現酸性，
故答案為：A；
（4）生成11g CO₂，n（CO₂）=$\frac{11g}{44g/mol}$=0.25mol，由C元素的化合價可知轉移電子數為0.25mol×（4-0）×N_A=N_A，
故答案為：N_A或6.02×10²³ ．

點評 本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重氧化還原反應配平及電子轉移的考查，注意守恒法的應用，題目難度不大．