Question

9．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+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，该极的电极方程式为NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂+H₂O
（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）根据反应物和生成物来分析反应，若As₂S₃和SnCl₂正好完全反应，As₂S₃和SnCl₂在盐酸中反应转化为As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S气体，依据电子守恒和原子守恒配平书写化学方程式，利用氧化还原反应反应中得失电子守恒来分析完全反应的物质的量之比来；
（2）根据反应物中某元素化合价的降低来分析氧化剂，并利用气体的性质来分析气体的吸收试剂，硫化氢溶于水为酸，可以和碱溶液反应生成盐和水，也可以利用硫化铜难溶于水和酸，用硫酸铜溶液吸收；
（3）根据氧化还原反应中生成的H₃AsO₄的物质的量与转移电子数的关系来计算电子转移，生成NO2是氮元素化合价降低，发生还原反应，原电池中正极发生还原反应，则某氮元素的化合价降低，硝酸中氮元素+5价变化为+4价发生还原反应，电极反应为硝酸根离子得到电子生成NO₂，结合原子守恒和电荷守恒书写电极反应；
 （4）根据NO₂与11.2L O₂混合后用水吸收全部转化成浓HNO₃，4NO₂+O₂+2H₂0═4HNO₃，再利用碳与浓硝酸的反应方程式为：C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，的定量关系来分析计算解答．

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，则反应为2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S，
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，则二者的物质的量之比是1：1，
故答案为：1：1；
（2）因As₂S₃在该反应中As元素的化合价降低，则As₂S₃为氧化剂，又H₂S是还原性气体可用碱液吸收或硫酸铜溶液吸收，H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O，H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄，
故答案为：As₂S₃；氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液；
（3）由反应As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O可知，As₂S₃作还原剂，转移电子数为2×（5-3）+3×（0+2）=10，则生成2molH₃AsO₄时反应中转移电子的物质的量为10mol，又原电池中正极发生还原反应，则某元素的化合价降低，由反应可知N元素的化合价由+5降低到+4，则NO₂属于还原产物，在正极生成，电极反应为：NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂+H₂O，
故答案为：10mol；正极；NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂+H₂O；
（4）由NO₂与11.2LO₂混合后用水吸收全部转化成浓HNO₃，则4NO₂+O₂+2H₂0═4HNO₃，氧气的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
则由反应可知硝酸的物质的量为0.5mol×4=2mol，
若硝酸完全反应，C+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
则根据化学方程式定量关系可知生成CO₂的量是2mol×$\frac{1}{4}$=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，则产生的CO₂的量小于0.5mol，
故答案为：a．

点评 本题考查氧化还原反应中的有关计算，明确物质中元素的化合价、电子守恒、物质的性质是解答的关键，并注意化学反应的发生对物质浓度的要求来解答即可，题目难度较大．