Question

【题目】（1）在天平左右两边的托盘天平上，各放一个盛有等体积、等物质的量浓度的足量稀硫酸的烧杯，待天平平衡后，向两烧杯中分别加入铁和镁，若要使天平仍保持平衡，则所加铁和镁的物质的量比是______________。

（2）近年来，我国储氧纳米碳管研究获重大进展，电弧法合成的碳纳米管，常伴有大量物质——碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：____C+____K2CrO7+_______H2SO4（稀）___CO2↑+____K2SO4+____Cr(SO4)3+____H2O。

①配平上述反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目________________。

②此反应的氧化剂是__________，氧化产物是_______。

③上述反应中若产生l1g气体物质，则转移电子的数目为_______。

Answer 1

【答案】 11/27(或22/54) 3 2 8 3 2 2 8 K2Cr2O7 CO2 6.02×1023（或NA）

【解析】(1) .因硫酸足量，故铁和镁都完全反应，

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

由化学方程式可知，影响天平两端质量变化的因素是加入的金属和生成的氢气，分别加入铁和镁后，只有当天平两端增加的质量相同时，天平才可仍保持平衡。设所加铁与镁的质量分别为x、y（此时天平两端增加的质量均为a）。

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑　增加的质量（差量）

56 　　　　　 2　　 56－2＝54

x 　　　　　　　 a

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑　增加的质量（差量）

24 　　　　　 2　　 24－2＝22

y　　　　 　　　　　 a

56∶54= x∶a

24∶22＝y∶a

当酸足量时，所加的铁与镁的质量比为77∶81时天平仍保持平衡，此时铁与镁的物质的量之比为： ： = ，故答案为11/27；

(2) .①.该反应中C元素化合价由0价变为+4价、Cr元素化合价由+6价变为+3价，根据转移电子相等及原子守恒配平方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4(稀)=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O；该反应中C失去电子转移给Cr元素，转移电子数为12，所以电子转移的方向和数目为：

故答案为：3；2；8；3；2；2；8；；

②.得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，还原剂对应的产物是氧化产物，该反应中氧化剂是K2Cr2O7，还原剂是C，氧化产物是CO2，

故答案为：K2Cr2O7；CO2；

③.生成的气体是二氧化碳，二氧化碳的物质的量=11g÷44g/mol=0.25mol，1molC反应转移4mol电子，则0.25molC反应转移1mol电子，转移电子数为6.02×1023（或NA），故答案为：6.02×1023（或NA）。