Question

（2007?资阳二模）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用氧化气化法提纯，其反应式为：C+K₂CrO₇+H₂SO₄--CO₂↑+K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+H₂O
（1）H₂SO₄ 在上述反应中表现出来的性质是

A

（填选项字母，多选不得分）  
A．酸性   B．氧化性    C．吸水性    D．脱水性
（2）若 12g 储氢纳米碳管含碳纳米颗粒的质量分数为 30%，除去这些杂质需要0.1mol/L的K₂Cr₂O₇ 洛液

2

L；
（3）在常温下，该反应所需的硫酸溶液 pH=a，它与 pH=b 的 NaOH 溶液按体积比 1：100 混合刚好成中性，则 a 与 b 的关系式为：

a+b=12

（用 a、b 字母表示〕；
（4）合成储氢纳米碳管的碳主要由甲烷热分解获得，川东地区新近发现一大型天然气田，为合成储氢纳米碳管工业生产提供了丰富的原料，同时天然气又是一种重要的能源，1g 甲烷燃烧生成液态水会放出55.625kJ的热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式：

CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）根据元素化合价是否变化来分析解答；
（2）根据碳和K₂Cr₂O₇ 之间的关系式进行计算；
（3）硫酸和氢氧化钠溶液混合恰好呈中性，说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等；
（4）1g甲烷完全燃烧放出55.625kJ，则1mol甲烷完全燃烧放出的热量=

55.625kJ 1g

16g/mol

=890kJ．

解答：解：（1）该反应中，硫元素的化合价不变，和金属离子形成盐，所以硫酸起酸的作用，故选A；
（2）该反应中，碳元素的化合价由0价变为+4价，Cr元素化合价由+6价变为+3价，所以其化合价变化的最小公倍数是12，则碳的计量数是3，K₂CrO₇计量数是4，再结合原子守恒得方程式为3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄=3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，碳的质量=12g×30%=3.6g，根据方程式知，需要0.1mol/L的K₂Cr₂O₇ 洛液体积=

3.6g 12g/mol 3 ×2

0.1mol/L

=2L，故答案为：2；
（3）在常温下，该反应所需的硫酸溶液 pH=a，则c（H⁺）=10^-a mol/L，NaOH溶液的pH=b，则c（OH^-）=10 ^b-14 mol/L，二者按体积比 1：100 混合刚好成中性，则c（H⁺）=100c（OH^-），所以10^-a mol/L=100×10 ^b-14 mol/L，所以a+b=12，
故答案为：a+b=12；
（4）1g甲烷完全燃烧放出55.625kJ，则1mol甲烷完全燃烧放出的热量=

55.625kJ 1g

16g/mol

=890kJ，所以其热化学反应方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890KJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890KJ/mol．

点评：本题考查了热化学反应方程式的书写、pH的简单计算等知识点，根据热化学反应方程式的书写规则、酸碱中和反应等知识点来分析解答即可，难点是pH的简单计算，注意离子浓度与pH的换算方法，难度中等．