Question

16．储氢纳米碳管的研制成功体现了科技的进步．用电弧法合成的纳米碳管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化汽化法提纯．其反应中的反应物和生成物有C、CO₂、H₂SO₄、K₂Cr₂O₇、K₂SO₄、Cr₂（SO₄）₃、H₂O七种物质．
（1）配平化学方程式：
□C+□K₂Cr₂O₇+□H₂SO₄→□CO₂↑+□K₂SO₄+□Cr₂（SO₄）₃+□H₂O
（2）上述反应中氧化剂是（填化学式）K₂Cr₂O₇，被氧化的元素是（填元素符号）C．
（3）若反应中电子转移了3mol，则产生的气体在标准状况下的体积为16.8L．

Answer 1

分析 （1）分析反应中各元素化合价，找出化合价升高、降低的元素并判断化合价升降数目，依据氧化还原反应得失电子守恒规律结合质量守恒定律，配平方程式；
（2）氧化还原反应中，所含元素化合价降低的反应物为氧化剂，所含元素化合价升高的为还原剂，化合价升高的元素被氧化；
（3）依据方程式，分析生成气体的物质的量与转移电子数目关系．

解答 解：（1）反应中C元素的化合价从0升高到了+4价，共失电子4mol，Cr元素的化合价从+6价降到了+3价，共得到电子3mol，依据氧化还原反应得失电子守恒规律，所以C的系数都是3，K₂Cr₂O₇的系数是2，根据质量守恒定律，反应方程式为：3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，
故答案为：3；2；8；3；2；2；8；
（2）上述反应中K₂Cr₂O₇中的Cr化合价降低，所以K₂Cr₂O₇为氧化剂；C元素化合价升高，被氧化；
故答案为：K₂Cr₂O₇；C；
（3）依据方程式：3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，生成3mol二氧化碳，转移电子数为3mol×（4-0）=12mol；则若反应中电子转移了3mol，则产生的气体的物质的量为0.75mol，标况下气体的体积V=22.4L/mol×0.75mol=16.8L；
故答案为：16.8．

点评 本题考查了氧化还原反应的配平，氧化还原反应的基本概念，电子转移数目的计算，掌握基础是解题关键，注意氧化还原反应中得失电子守恒规律的运用，题目难度不大．