Question

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                  。

（2）上述反应中的氧化剂是               ，反应产生的气体可用              吸收。

（3） As₂S₃和HNO₃有如下反应：As₂S₃+ 10H⁺+ 10NO₃^—=2H₃AsO₄+ 3S+10NO₂↑+ 2H₂O

若生成2mol H₃AsO₄，则反应中转移电子的物质的量为        。若将该反应设计成一原电池，则NO₂应该在                   （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             （选填编号）。

a．小于0.5 mol    b．等于0.5 mol    c．大于0.5mol    d．无法确定

 

Answer 1

【答案】

(1) 1:1   (2) As₂S₃,   氢氧化钠（或硫酸铜溶液）  （3）10mol  正极  （4）a

【解析】（1）根据反应物和生成物中元素的化合价变化可知，As₂S₃是氧化剂，砷的化合价由＋3价降低到＋2价，1molAs₂S₃得到2mol电子。SnCl₂是还原剂，锡到化合价由＋2价升高到＋4价，即1molSnCl₂失去2mol电子，所以根据电子得失守恒可知，As₂S₃和SnCl₂的物质的量之比为1:1。

（2）根据（1）可知As₂S₃是氧化剂。因为硫化氢是酸性气体，且具有还原性，所以可用氢氧化钠（或硫酸铜溶液）吸收。

（3）反应中砷到化合价由＋3价，升高到＋5价，硫到化合价由－2价升高到0价，所以生成2mol H₃AsO₄转移电子的物质的量为2×（5－3）＋3×（0＋2）＝10mol。因为NO₂是硝酸到还原产物，所以在正极溢出。

（4）NO₂和氧气溶于水生成硝酸的反应式为4NO₂＋O₂＋2H₂O＝4HNO₃，所以溶于水生成的硝酸是2mol.。碳和硝酸反应的方程式为C＋4HNO₃CO₂↑＋4NO₂↑＋2H₂O，由于随着反应的进行，硝酸的浓度会逐渐降低，所而稀硝酸和碳是不反应的，所以实际产生的CO₂的量小于0.5 mol。