Question

17．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NaOH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硝酸，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↑，可根据方程式或化合价的变化判断；
（2）反应中As和Sn元素化合价发生变化，根据化合价的变化判断氧化剂和还原剂等概念；
（3）根据化合价的升降以及物质的量的情况来计算转移电子的量；NO₃^-发生还原反应生成二氧化氮，所以二氧化氮在正极附近逸出；
（4）根据化合价的变化计算电子转移的数目，进而结合反应的关系式可确定生成二氧化碳的物质的量．

解答 解：（1）根据电子得失守恒知1molAs₂S₃作氧化剂得到2mol电子，而1molSnCl₂作还原剂失去2mol电子，所以二者的物质的量之比是1：1，故答案为：1：1；
（2）反应中As元素化合价降低，As₂S₃为氧化剂，H₂S为酸性气体，可用NaOH溶液吸收，故答案为：As₂S₃；NaOH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，则生成2mol H₃AsO₄，转移电子为2×2mol+3×2mol=10mol，NO₃^-发生还原反应生成二氧化氮，所以二氧化氮在正极附近逸出，故答案为：10mol；正极；
（4）反应的关系式为O₂～4HNO₃～CO₂，
n（O₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根据电子守恒可知生成CO₂的量是0.5mol，但考虑到随着反应到进行，硝酸的浓度会降低而稀硝酸不与碳反应，则生成的二氧化碳的物质的量少于0.5mol，
故答案为：a．

点评 本题综合考查氧化还原反应的计算和概念的理解，为高考常见题型，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，难度不大，注意从元素化合价的角度识别相关概念、判断物质的性质．