Question

（2007?資陽二模）用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒（雜質），這種顆粒可用氧化氣化法提純，其反應式為：C+K₂CrO₇+H₂SO₄--CO₂↑+K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+H₂O
（1）H₂SO₄ 在上述反應中表現出來的性質是

A

（填選項字母，多選不得分）  
A．酸性   B．氧化性    C．吸水性    D．脫水性
（2）若 12g 儲氫納米碳管含碳納米顆粒的質量分數為 30%，除去這些雜質需要0.1mol/L的K₂Cr₂O₇ 洛液

2

L；
（3）在常溫下，該反應所需的硫酸溶液 pH=a，它與 pH=b 的 NaOH 溶液按體積比 1：100 混合剛好成中性，則 a 與 b 的關系式為：

a+b=12

（用 a、b 字母表示〕；
（4）合成儲氫納米碳管的碳主要由甲烷熱分解獲得，川東地區新近發現一大型天然氣田，為合成儲氫納米碳管工業生產提供了豐富的原料，同時天然氣又是一種重要的能源，1g 甲烷燃燒生成液態水會放出55.625kJ的熱量，試寫出甲烷燃燒的熱化學方程式：

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

．

Answer 1

分析：（1）根據元素化合價是否變化來分析解答；
（2）根據碳和K₂Cr₂O₇ 之間的關系式進行計算；
（3）硫酸和氫氧化鈉溶液混合恰好呈中性，說明氫離子和氫氧根離子的物質的量相等；
（4）1g甲烷完全燃燒放出55.625kJ，則1mol甲烷完全燃燒放出的熱量=

55.625kJ 1g

16g/mol

=890kJ．

解答：解：（1）該反應中，硫元素的化合價不變，和金屬離子形成鹽，所以硫酸起酸的作用，故選A；
（2）該反應中，碳元素的化合價由0價變為+4價，Cr元素化合價由+6價變為+3價，所以其化合價變化的最小公倍數是12，則碳的計量數是3，K₂CrO₇計量數是4，再結合原子守恒得方程式為3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄=3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，碳的質量=12g×30%=3.6g，根據方程式知，需要0.1mol/L的K₂Cr₂O₇ 洛液體積=

3.6g 12g/mol 3 ×2

0.1mol/L

=2L，故答案為：2；
（3）在常溫下，該反應所需的硫酸溶液 pH=a，則c（H⁺）=10^-a mol/L，NaOH溶液的pH=b，則c（OH^-）=10 ^b-14 mol/L，二者按體積比 1：100 混合剛好成中性，則c（H⁺）=100c（OH^-），所以10^-a mol/L=100×10 ^b-14 mol/L，所以a+b=12，
故答案為：a+b=12；
（4）1g甲烷完全燃燒放出55.625kJ，則1mol甲烷完全燃燒放出的熱量=

55.625kJ 1g

16g/mol

=890kJ，所以其熱化學反應方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+H₂O（l）△H=-890KJ/mol．

點評：本題考查了熱化學反應方程式的書寫、pH的簡單計算等知識點，根據熱化學反應方程式的書寫規則、酸堿中和反應等知識點來分析解答即可，難點是pH的簡單計算，注意離子濃度與pH的換算方法，難度中等．