Question

16．焦炭是工業生產中的重要還原劑和燃料，活性炭用于生活和實驗室中通過吸附作用除去有害氣體或有毒物質．它們的化學成分都可以看成是碳單質．

（1）紅熱的焦炭投入濃硝酸中，寫出反應的化學方程式C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）將一定條件下的高錳酸鉀溶液與活性炭混合，可發生如下反應（未配平）4MnO₄^-+3C+1H₂O--4MnO₂+2HCO₃^-+CO₃^2-，則 ①處應該填入的微�；瘜W式為HCO₃^-；
（3）PbO俗稱密陀僧或鉛黃，將黃色粉末狀PbO和足量活性炭充分混合，平鋪在反應管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按圖連接儀器．實驗開始時緩緩通入氮氣，過一段時間后，加熱反應管a，觀察到管內發生劇烈反應，并有熔融物生成．同時，b瓶的溶液中出現白色渾濁．待反應完全后，停止加熱，仍繼續通氮氣，直至反應管冷卻．此時，管中的熔融物凝固成銀白色金屬．
寫出反應管a中發生的所有反應的化學方程式PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO↑PbO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO₂CO₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO
2PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）碳與濃硝酸在加熱條件下反應生成二氧化碳、二氧化氮和水；
（2）高錳酸鉀具有強的氧化性，能夠氧化碳生成碳酸根離子、碳酸氫根離子，依據原子個數守恒、得失電子守恒書寫反應的方程式；
（3）碳、一氧化碳具有還原性能夠還原氧化鉛，二氧化碳與炭在高溫下反應生成一氧化碳．

解答 解：（1）碳與濃硝酸在加熱條件下反應生成二氧化碳、二氧化氮和水，化學方程式：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
故答案為：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（2）依據題意可知，錳元素由+7價降為+4價，C由0價升高為+4價，要使得失電子守恒，高錳酸鉀根前系數為4，碳系數為3，依據原子個數守恒，反應方程式：4MnO₄^-+3C+H₂O=4MnO₂+2HCO₃^-+CO₃^2-，
故答案為：4，3，1，4，2，HCO₃^-；
（3）碳、一氧化碳具有還原性能夠還原氧化鉛，二氧化碳與炭在高溫下反應生成一氧化碳，反應的方程式：PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO↑    PbO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO₂    CO₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO        
2PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+CO₂↑；
故答案為：PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO↑    PbO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pb+CO₂    CO₂+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO    2PbO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Pb+CO₂↑．

點評 本題考查了化學方程式的書寫，側重考查氧化還原反應方程式書寫，明確氧化還原反應得失電子守恒、原子個數守恒規律是解題關鍵，題目難度中等．