Question

4．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．根據題意完成下列填空：
（1）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應轉化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體．若As₂S₃和SnCl₂正好完全反應，As₂S₃和SnCl₂的物質的量之比為1：1．
（2）上述反應中的氧化劑是As₂S₃，反應產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：As₂S₃+H⁺+NO₃^---H₃AsO₄+S+NO₂↑+H₂O
若生成2mol H₃AsO₄，則反應中轉移電子的物質的量為10mol．若將該反應設計成一原電池，則NO₂應該在正極（填“正極”或“負極”）附近逸出．
（4）若反應產物NO₂與11.2L O₂（標準狀況）混合后用水吸收全部轉化成濃HNO₃，然后與過量的碳反應，所產生的CO₂的量a（選填編號）．
a．小于0.5mol    b．等于0.5mol    c．大于0.5mol    d．無法確定．

Answer 1

分析 （1）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應轉化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，反應的方程式為：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑；
（2）所含氧化化合價降低的反應物為氧化劑；H₂S為酸性氣體，可用堿溶液吸收，硫化銅不溶于酸，也可以硫酸銅溶液吸收；
（3）反應As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，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，N元素化合價由+5降低為+4，反應中NO₃^-發(fā)生還原反應生成NO₂，原電池正極發(fā)生還原反應；
（4）若反應得到硝酸能與碳完全反應，縱觀整個過程，氧氣獲得電子等于碳失去電子，根據電子轉移守恒計算反應碳的物質的量，但隨著反應到進行，硝酸的濃度會降低而稀硝酸不與碳反應．

解答 解：（1）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應轉化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，反應的方程式為：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑，As₂S₃和SnCl₂的物質的量之比為1：1，
故答案為：1：1；
（2）因在該反應中As₂S₃中As元素的化合價降低，則As₂S₃為氧化劑，H₂S為酸性氣體，可用NaOH溶液吸收，硫化銅不溶于酸，也可以硫酸銅溶液吸收
故答案為：As₂S₃；氫氧化鈉溶液或硫酸銅溶液；
（3）反應As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，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，若生成2mol H₃AsO₄，轉移電子數為2mol×（5-3）+3mol×（0+2）=10mol，
N元素化合價由+5降低為+4，反應中NO₃^-發(fā)生還原反應生成NO₂，則NO₂在正極析出，
故答案為：10mol；正極；
（4）由NO₂與11.2LO₂混合后用水吸收全部轉化成濃HNO₃，濃硝酸與碳反應生成二氧化碳與二氧化氮，若反應得到硝酸能與碳完全反應，縱觀整個過程，氧氣獲得電子等于碳失去電子，氧氣的物質的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根據電子轉移守恒，反應碳的物質的量為$\frac{0.5mol×4}{4}$=0.5mol，但隨著反應到進行，硝酸的濃度會降低，而稀硝酸不與碳反應，則產生的CO₂的量小于0.5mol，
故答案為：a．

點評 本題考查綜合氧化還原反應有關問題，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，有利于培養(yǎng)學生的化學科學素養(yǎng)，注意從元素化合價的角度識別相關概念、判斷物質的性質．