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0.5 mol d．无法确定

Answer

1:1 As2S3 氢氧化钠溶液（或者硫酸铜溶液） 10mol 正极 a

【解析】

（1）As2S3中As为+3价，As4S4中As为+2价，SnCl2中Sn为+2价，SnCl4中Sn为+4价，根据关系式：SnCl2～SnCl4～2e－，2As2S3～As4S4～4e－，根据电子守恒，所以n（As2S3）∶n（SnCl2）＝2∶（1×2）＝1∶1。或写出如下配平的化学方程式：2As2S3+2SnCl2+4HCl=As4S4+2SnCl4+2H2S↑。

（2）化合价降低作氧化剂，所以As2S3是氧化剂。H2S可以用NaOH或CuSO4溶液吸收。

（3）在该反应中As和S的化合价均升高，一共失去的电子为2×2+3×2＝10个，只有N元素的化合价降低，降低总数为10×（5－4）＝10，所以该反应转移10个电子，有如下关系式：2H3AsO4～10e－，所以当生成2 mol H3AsO4时转移电子的物质的量为10 mol。原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，NO2是还原产物，所以NO2在正极附近逸出。

（4）标准状况下11.2 L O2的物质的量为0.5 mol，根据反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，所以产生的HNO3的物质的量为2 mol，根据反应C+4HNO3（浓）CO2↑+2NO2↑+2H2O，若2 mol浓硝酸完全反应，则应生成0.5 mol CO2，而随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐降低，当变成稀硝酸时，不再和C反应，所以产生的CO2的量小于0.5 mol。