近年来，我国储氢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

题文

（10分）近年来，我国储氢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+  K₂Cr₂O₇ +  H₂SO₄(稀)

 CO₂↑+  Cr₂ (SO₄) ₃+          +          .
（1）此反应的氧化剂是           ，被氧化的元素是        。
（2）完成并配平上述反应的化学方程式。
（3）H₂SO₄在上述反应中表现出来的性质是               （填选项编号）A．酸性B．氧化性 C．吸水性D．脱水性（4）生成0.5mol还原产物时，转移的电子的物质的量为                     mol。
（5）K₂Cr₂O₇可用于测定亚铁盐的含量，现有FeSO₄试样0.4000克，溶解酸化后，用浓度为0.02000mol/L的K₂Cr₂O₇标准溶液滴定，消耗标准溶液20.00mL，则该试样中FeSO₄的质量分数为               。       

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)K₂Cr₂O₇；C；（2）3、2、8、3、2、2K₂SO₄、8H₂O；（3）A；（4）3；（5）91.2%

解析

（1）此反应的氧化剂是K₂Cr₂O₇，还原剂是C，即被氧化的元素是C，氧化产物是CO_2。（2）根据氧化还原反应中元素的化合价升高与降低的总数相等可得3C+ 2K₂Cr₂O₇+ 8H₂SO₄(稀)= 3CO₂↑+ 2Cr₂ (SO₄) ₃+2K₂SO₄+8H₂O. （3）H₂SO₄在上述反应中表现出来的性质是酸性，因此选项是A。（4）根据反应方程式可知：每转移12mol的电子，产生还原产物Cr₂ (SO₄) ₃2mol。因此若生成0.5mol还原产物时，转移的电子的物质的量为3mol。（5）根据氧化还原反应中电子转移数目相等可知：K₂Cr₂O₇～6FeSO₄。n(K₂Cr₂O₇)= 0.02000mol/L÷0.02L=4.0×10^-4mol，则n(FeSO₄)=2.4×10^-3mol，m (FeSO₄)=2.4×10^-3mol× 152g/mol=0.3648g。则该试样中FeSO₄的质量分数为(0.3648g÷0.4000g)×100%=91.2%。

考点

据考高分专家说，试题“（10分）近年来，我国储氢纳米碳管研究获.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

null

判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。