Question

17．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NaOH吸收．
（3）As₂S₃和HNO₃有如下反應：
As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-→2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O
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硝酸，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↑，可根據方程式或化合價的變化判斷；
（2）反應中As和Sn元素化合價發生變化，根據化合價的變化判斷氧化劑和還原劑等概念；
（3）根據化合價的升降以及物質的量的情況來計算轉移電子的量；NO₃^-發生還原反應生成二氧化氮，所以二氧化氮在正極附近逸出；
（4）根據化合價的變化計算電子轉移的數目，進而結合反應的關系式可確定生成二氧化碳的物質的量．

解答 解：（1）根據電子得失守恒知1molAs₂S₃作氧化劑得到2mol電子，而1molSnCl₂作還原劑失去2mol電子，所以二者的物質的量之比是1：1，故答案為：1：1；
（2）反應中As元素化合價降低，As₂S₃為氧化劑，H₂S為酸性氣體，可用NaOH溶液吸收，故答案為：As₂S₃；NaOH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，則生成2mol H₃AsO₄，轉移電子為2×2mol+3×2mol=10mol，NO₃^-發生還原反應生成二氧化氮，所以二氧化氮在正極附近逸出，故答案為：10mol；正極；
（4）反應的關系式為O₂～4HNO₃～CO₂，
n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根據電子守恒可知生成CO₂的量是0.5mol，但考慮到隨著反應到進行，硝酸的濃度會降低而稀硝酸不與碳反應，則生成的二氧化碳的物質的量少于0.5mol，
故答案為：a．

點評 本題綜合考查氧化還原反應的計算和概念的理解，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，有利于培養學生的化學科學素養，難度不大，注意從元素化合價的角度識別相關概念、判斷物質的性質．