Question

4．雄黄（As₄S₄）和雌黄（As₂S₃）是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生．根据题意完成下列填空：
（1）As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体．若As₂S₃和SnCl₂正好完全反应，As₂S₃和SnCl₂的物质的量之比为1：1．
（2）上述反应中的氧化剂是As₂S₃，反应产生的气体可用氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液吸收．
（3）As₂S₃和HNO₃有如下反应：As₂S₃+H⁺+NO₃^---H₃AsO₄+S+NO₂↑+H₂O
若生成2mol H₃AsO₄，则反应中转移电子的物质的量为10mol．若将该反应设计成一原电池，则NO₂应该在正极（填“正极”或“负极”）附近逸出．
（4）若反应产物NO₂与11.2L O₂（标准状况）混合后用水吸收全部转化成浓HNO₃，然后与过量的碳反应，所产生的CO₂的量a（选填编号）．
a．小于0.5mol    b．等于0.5mol    c．大于0.5mol    d．无法确定．

Answer 1

分析 （1）As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体，反应的方程式为：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑；
（2）所含氧化化合价降低的反应物为氧化剂；H₂S为酸性气体，可用碱溶液吸收，硫化铜不溶于酸，也可以硫酸铜溶液吸收；
（3）反应As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，As元素化合价由+3价升高到+5价，S元素化合价由-2价升高到0价，N元素化合价由+5降低为+4，反应中NO₃^-发生还原反应生成NO₂，原电池正极发生还原反应；
（4）若反应得到硝酸能与碳完全反应，纵观整个过程，氧气获得电子等于碳失去电子，根据电子转移守恒计算反应碳的物质的量，但随着反应到进行，硝酸的浓度会降低而稀硝酸不与碳反应．

解答 解：（1）As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体，反应的方程式为：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑，As₂S₃和SnCl₂的物质的量之比为1：1，
故答案为：1：1；
（2）因在该反应中As₂S₃中As元素的化合价降低，则As₂S₃为氧化剂，H₂S为酸性气体，可用NaOH溶液吸收，硫化铜不溶于酸，也可以硫酸铜溶液吸收
故答案为：As₂S₃；氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液；
（3）反应As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，As元素化合价由+3价升高到+5价，S元素化合价由-2价升高到0价，若生成2mol H₃AsO₄，转移电子数为2mol×（5-3）+3mol×（0+2）=10mol，
N元素化合价由+5降低为+4，反应中NO₃^-发生还原反应生成NO₂，则NO₂在正极析出，
故答案为：10mol；正极；
（4）由NO₂与11.2LO₂混合后用水吸收全部转化成浓HNO₃，浓硝酸与碳反应生成二氧化碳与二氧化氮，若反应得到硝酸能与碳完全反应，纵观整个过程，氧气获得电子等于碳失去电子，氧气的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根据电子转移守恒，反应碳的物质的量为$\frac{0.5mol×4}{4}$=0.5mol，但随着反应到进行，硝酸的浓度会降低，而稀硝酸不与碳反应，则产生的CO₂的量小于0.5mol，
故答案为：a．

点评 本题考查综合氧化还原反应有关问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，有利于培养学生的化学科学素养，注意从元素化合价的角度识别相关概念、判断物质的性质．