Question

9．雄黃（As₄S₄）和雌黃（As₂S₃）是提取砷的主要礦物原料，二者在自然界中共生．根據(jù)題意完成下列填空：
（1）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體．若As₂S₃和SnCl₂正好完全反應(yīng)，As₂S₃和SnCl₂的物質(zhì)的量之比為1：1．
（2）上述反應(yīng)中的氧化劑是As₂S₃，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可用氫氧化鈉溶液或硫酸銅溶液吸收．
（3）As₂S₃和HNO₃有如下反應(yīng)：As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，若生成2mol H₃AsO₄，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池，則NO₂應(yīng)該在正極（填“正極”或“負(fù)極”）附近逸出，該極的電極方程式為NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂+H₂O
（4）若反應(yīng)產(chǎn)物NO₂與11.2L O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后用水吸收全部轉(zhuǎn)化成濃HNO₃，然后與過(guò)量的碳反應(yīng)，所產(chǎn)生的CO₂的量a（選填編號(hào)）．a(chǎn)．小于0.5mol    b．等于0.5mol    c．大于0.5mol    d．無(wú)法確定．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物來(lái)分析反應(yīng)，若As₂S₃和SnCl₂正好完全反應(yīng)，As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，依據(jù)電子守恒和原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，利用氧化還原反應(yīng)反應(yīng)中得失電子守恒來(lái)分析完全反應(yīng)的物質(zhì)的量之比來(lái)；
（2）根據(jù)反應(yīng)物中某元素化合價(jià)的降低來(lái)分析氧化劑，并利用氣體的性質(zhì)來(lái)分析氣體的吸收試劑，硫化氫溶于水為酸，可以和堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，也可以利用硫化銅難溶于水和酸，用硫酸銅溶液吸收；
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中生成的H₃AsO₄的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系來(lái)計(jì)算電子轉(zhuǎn)移，生成NO2是氮元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，原電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，則某氮元素的化合價(jià)降低，硝酸中氮元素+5價(jià)變化為+4價(jià)發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為硝酸根離子得到電子生成NO₂，結(jié)合原子守恒和電荷守恒書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；
 （4）根據(jù)NO₂與11.2L O₂混合后用水吸收全部轉(zhuǎn)化成濃HNO₃，4NO₂+O₂+2H₂0═4HNO₃，再利用碳與濃硝酸的反應(yīng)方程式為：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，的定量關(guān)系來(lái)分析計(jì)算解答．

解答 解：（1）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，則反應(yīng)為2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S，
根據(jù)電子得失守恒知1molAs₂S₃作氧化劑得到2mol電子，而1molSnCl₂作還原劑失去2mol電子，則二者的物質(zhì)的量之比是1：1，
故答案為：1：1；
（2）因As₂S₃在該反應(yīng)中As元素的化合價(jià)降低，則As₂S₃為氧化劑，又H₂S是還原性氣體可用堿液吸收或硫酸銅溶液吸收，H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O，H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄，
故答案為：As₂S₃；氫氧化鈉溶液或硫酸銅溶液；
（3）由反應(yīng)As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O可知，As₂S₃作還原劑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×（5-3）+3×（0+2）=10，則生成2molH₃AsO₄時(shí)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol，又原電池中正極發(fā)生還原反應(yīng)，則某元素的化合價(jià)降低，由反應(yīng)可知N元素的化合價(jià)由+5降低到+4，則NO₂屬于還原產(chǎn)物，在正極生成，電極反應(yīng)為：NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂+H₂O，
故答案為：10mol；正極；NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂+H₂O；
（4）由NO₂與11.2LO₂混合后用水吸收全部轉(zhuǎn)化成濃HNO₃，則4NO₂+O₂+2H₂0═4HNO₃，氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
則由反應(yīng)可知硝酸的物質(zhì)的量為0.5mol×4=2mol，
若硝酸完全反應(yīng)，C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
則根據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系可知生成CO₂的量是2mol×$\frac{1}{4}$=0.5mol，
但考慮到隨著反應(yīng)到進(jìn)行，硝酸的濃度會(huì)降低而稀硝酸不與碳反應(yīng)，則產(chǎn)生的CO₂的量小于0.5mol，
故答案為：a．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)計(jì)算，明確物質(zhì)中元素的化合價(jià)、電子守恒、物質(zhì)的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，并注意化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生對(duì)物質(zhì)濃度的要求來(lái)解答即可，題目難度較大．