Question

13．儲(chǔ)氫納米碳管的研制成功體現(xiàn)了科技的進(jìn)步．用電弧法合成的納米碳管常伴有大量的雜質(zhì)碳納米顆粒，這種碳納米顆�？捎醚趸瘹饣�法提純，反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物有C、CO₂、H₂SO₄、K₂Cr₂O₇、Cr₂（SO₄）₃、H₂O七種物質(zhì)．
（1）若將碳納米顆粒分散到一定溶劑中，形成穩(wěn)定的分散系，所具的性質(zhì)有①②
①丁達(dá)爾效應(yīng)  ②加入飽和（NH₄）₂SO₄溶液產(chǎn)生聚沉  ③可通過半透膜
（2）請(qǐng)用上述物質(zhì)填空，并配平化學(xué)方程式：
3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄→2K₂SO₄+3CO₂+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O
（3）H₂SO₄在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是（填選項(xiàng)編號(hào)）C．
A．氧化性    B．氧化性和酸性    C．酸性    D．還原性和酸性
（4）若反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了0.8mol，則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L．
（5）若將一定量的上述氣體通入含0.1molNaOH的溶液中，小心加熱蒸干，可得7.16g固體，則在加熱前溶液中離子濃度的大小關(guān)系是C（Na⁺）＞C（HCO^-₃）＞C（CO^2-₃）＞C（OH^-）＞C（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）分散質(zhì)粒度介于1-100nm的分散系屬于膠體，膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)、聚沉的性質(zhì)，不能通過半透膜；
（2）根據(jù)反應(yīng)中元素的化合價(jià)的變化結(jié)合原子守恒和電子守恒書寫方程式；
（3）依據(jù)硫酸在反應(yīng)中硫元素化合價(jià)變化及生成產(chǎn)物判斷；
（4）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目與氧化劑或還原劑之間的物質(zhì)的量的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；
（5）運(yùn)用極限法假設(shè)蒸干前溶質(zhì)全為氫氧化鈉時(shí)物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為4g；假如全都是碳酸鈉，則物質(zhì)的量為0.5mol，質(zhì)量為5.3g，假如全都是碳酸氫鈉時(shí)，物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為8.4g，而實(shí)際質(zhì)量為7.16g，所以為碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物，依據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)得到產(chǎn)物關(guān)系結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒計(jì)算碳酸鈉與碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，據(jù)此解答．

解答 解：（1）碳納米顆粒大小介于1-100nm，所以分散到一定溶劑中，形成穩(wěn)定的分散系屬于膠體，膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)、聚沉的性質(zhì)，不能通過半透膜；
故答案為：①②；
（2）反應(yīng)中C被氧化生成CO₂、K₂Cr₂O₇被還原為Cr₂（SO₄）₃依據(jù)反應(yīng)過程中得失電子守恒和原子個(gè)數(shù)守恒可配平方程式得：
3C+2K₂Cr₂O₇+8H₂SO₄═3CO₂↑+2K₂SO₄+2Cr₂（SO₄）₃+8H₂O，
故答案為：3；2K₂Cr₂O₇；8；2；3CO₂；2；8；
（3）H₂SO₄在上述反應(yīng)中所含元素化合價(jià)不變，與金屬陽離子結(jié)合生成鹽，表現(xiàn)出酸性，
故選：C；
（4）依據(jù)方程式可知每生成3mol二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol，所以若反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了0.8mol，則生成二氧化碳?xì)怏w的物質(zhì)的量為0.2mol，標(biāo)況下體積為：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案為：4.48L．
（5）假設(shè)蒸干前溶質(zhì)全為氫氧化鈉時(shí)物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為4g；假如全都是碳酸鈉，則物質(zhì)的量為0.5mol，質(zhì)量為5.3g，假如全都是碳酸氫鈉時(shí)，物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量為8.4g，而實(shí)際質(zhì)量為7.16g，所以為碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物，設(shè)碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為x，碳酸鈉的量為y，蒸干碳酸氫鈉與碳酸鈉的混合物最終得到產(chǎn)物為碳酸鈉，則依據(jù)鈉原子個(gè)數(shù)守恒可得：
x+2y=0.1；依據(jù)質(zhì)量守恒可得：x+y=$\frac{7.16g}{106g/mol}$；
解得：x=0.036mol，y=0.032mol，
碳酸鈉為強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離產(chǎn)生碳酸根離子和鈉離子；部分碳酸根離子水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子；
碳酸氫鈉為強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離產(chǎn)生碳酸氫根離子和鈉離子，碳酸氫根離子部分水解生成碳酸和氫氧根離子，
所以溶液中離子濃度大小順序?yàn)椋篊（Na⁺）＞C（HCO^-₃）＞C（CO^2-₃）＞C（OH^-）＞C（H⁺）；
故答案為：C（Na⁺）＞C（HCO^-₃）＞C（CO^2-₃）＞C（OH^-）＞C（H⁺）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了膠體的性質(zhì)、氧化還原方程式的書寫、離子濃度大小的比較，熟悉氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度中等．