Question

17．希臘哲學(xué)家亞里士多德在其著作中記載了Arsenikon（雌黃），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．
（1）雌黃和雄黃中均含有S元素．
①S在周期表中位于第三周期ⅥA族．
②S的最高價氧化物對應(yīng)的水化物X的化學(xué)式為H₂SO₄．
③在古特蔡特測砷法中，Na₃AsO₄溶液與Zn反應(yīng)生成AsH₃，該反應(yīng)中Na₃AsO₄a（填字母）．
a．作氧化劑          b．作還原劑             c．既作氧化劑又作還原劑
（2）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恰好完全反應(yīng)，則還原劑與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1．
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)生成48g S時，生成NO₂的體積為112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），元素As在生成物中的化合價為+5（反應(yīng)后的溶液中不含含硫微粒），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O．
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時會 兩種氧化物，其中之一一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），另一種氧化物為SO₂（填化學(xué)式），可用雙氧水將As₂O₃氧化為H₃AsO₄而除去，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄．

Answer 1

分析 （1）①硫元素是16號元素，原子核外有三個電子層，最外層6個電子，依據(jù)周期表結(jié)構(gòu)判斷位置；
②硫元素最高價為+6價，最高價氧化物對應(yīng)的水化物為硫酸；
③Na₃AsO₄溶液與Zn反應(yīng)生成AsH₃，As元素化合價最高價+5價變化為-3價，化合價降低做氧化劑，鋅做還原劑；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物來分析反應(yīng)，則利用氧化還原反應(yīng)反應(yīng)中得失電子守恒來分析完全反應(yīng)的還原劑與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比來解答，還原產(chǎn)物是元素化合價降低做氧化劑被還原生成；
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)生成48g S，物質(zhì)的量=$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反應(yīng)的As₂S₃的物質(zhì)的量為0.5mol，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO₂的體積為112L，物質(zhì)的量為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，S元素化合價由-2價升高到0價，0.5molAs₂S₃反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移0.5mol×[0-（-2）]×3=3mol，HNO₃做氧化劑，生成二氧化氮5mol，電子轉(zhuǎn)移為5mol×（5-4）=5mol，則根據(jù)電子守恒，設(shè)As失電子元素化合價變化為x，3+0.5mol×2（x-3）=5mol，x=5，生成產(chǎn)物為H₃AsO₄，1molAs₂S₃+
和10molHNO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)，結(jié)合原子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時會 兩種氧化物，其中之一一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），依據(jù)原子守恒可知另一種氧化物為二氧化硫，過氧化氫中氫元素化合價-1價變化為-2價，As元素化合價+3價變化為+5價，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；

解答 解：（1）①硫元素是16號元素，原子核外有三個電子層，最外層6個電子，位于周期表中的第三周期，第ⅥA族，
故答案為：三；ⅥA；
②硫元素最高價為+6價，最高價氧化物對應(yīng)的水化物為硫酸，化學(xué)式為H₂SO₄，
故答案為：H₂SO₄；
③Na₃AsO₄溶液與Zn反應(yīng)生成AsH₃，As元素化合價最高價+5價變化為-3價，化合價降低Na₃AsO₄做氧化劑，鋅做還原劑；
故答案為：a；
（2）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2molAs₂S₃作氧化劑被還原得到4mol電子，生成1molAs₄S₄，而2molSnCl₂作還原劑失去4mol電子得到氧化產(chǎn)物2molSnCl₄，則還原劑與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)生成48g S，物質(zhì)的量=$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反應(yīng)的As₂S₃的物質(zhì)的量為0.5mol，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO₂的體積為112L，物質(zhì)的量為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，S元素化合價由-2價升高到0價，0.5molAs₂S₃反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移0.5mol×[0-（-2）]×3=3mol，HNO₃做氧化劑，生成二氧化氮5mol，電子轉(zhuǎn)移為5mol×（5-4）=5mol，則根據(jù)電子守恒，設(shè)As失電子元素化合價變化為x，3+0.5mol×2（x-3）=5mol，x=5，生成產(chǎn)物為H₃AsO₄，1molAs₂S₃+
和10molHNO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，As元素化合價由+3價升高到+5價，S元素化合價由-2價升高到0價，則生成2mol H₃AsO₄，轉(zhuǎn)移電子為2×2mol+3×2mol=10mol，
故答案為：+5，As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O；
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時會 兩種氧化物，其中之一一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），依據(jù)原子守恒可知反應(yīng)為：As₄S₄+7O₂$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2As₂O₃+4SO₂，另一種氧化物為二氧化硫，雙氧水將As₂O₃氧化為H₃AsO₄而除去，氧化還原反應(yīng)中過氧化氫中氫元素化合價-1價變化為-2價，As元素化合價+3價變化為+5價，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄，
故答案為：SO₂，2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄；

點評 本題考查了信息分析，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，主要是氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移、電子守恒、化學(xué)方程式書寫、錯誤判斷，注意氧化還原反應(yīng)概念和電子轉(zhuǎn)移守恒的應(yīng)用，題目難度中等．