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(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+H⁺+NO₃^---H₃AsO₄+S+NO₂↑+H₂O
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．
（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．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）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，反應(yīng)的方程式為：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑；
（2）所含氧化化合價(jià)降低的反應(yīng)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(yīng)As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，As元素化合價(jià)由+3價(jià)升高到+5價(jià)，S元素化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，N元素化合價(jià)由+5降低為+4，反應(yīng)中NO₃^-發(fā)生還原反應(yīng)生成NO₂，原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）若反應(yīng)得到硝酸能與碳完全反應(yīng)，縱觀整個(gè)過(guò)程，氧氣獲得電子等于碳失去電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算反應(yīng)碳的物質(zhì)的量，但隨著反應(yīng)到進(jìn)行，硝酸的濃度會(huì)降低而稀硝酸不與碳反應(yīng)．

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，反應(yīng)的方程式為：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑，As₂S₃和SnCl₂的物質(zhì)的量之比為1：1，
故答案為：1：1；
（2）因在該反應(yīng)中As₂S₃中As元素的化合價(jià)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(yīng)As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，As元素化合價(jià)由+3價(jià)升高到+5價(jià)，S元素化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，若生成2mol H₃AsO₄，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol×（5-3）+3mol×（0+2）=10mol，
N元素化合價(jià)由+5降低為+4，反應(yīng)中NO₃^-發(fā)生還原反應(yīng)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(zhuǎn)化成濃HNO₃，濃硝酸與碳反應(yīng)生成二氧化碳與二氧化氮，若反應(yīng)得到硝酸能與碳完全反應(yīng)，縱觀整個(gè)過(guò)程，氧氣獲得電子等于碳失去電子，氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，反應(yīng)碳的物質(zhì)的量為$\frac{0.5mol×4}{4}$=0.5mol，但隨著反應(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) 本題考查綜合氧化還原反應(yīng)有關(guān)問(wèn)題，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，注意從元素化合價(jià)的角度識(shí)別相關(guān)概念、判斷物質(zhì)的性質(zhì)．