Question

5．希臘哲學家亞里士多德在其著作中記載了Arsenikon（雌黃），雄黃（As₄S₄）和雌黃（As₂S₃）是提取砷的主要礦物原料，二者在自然界中共生．
（1）雌黃和雄黃中均含有S元素．
①S在周期表中位于第三周期ⅥA族；
②S的最高價氧化物對應的水化物X的化學式為H₂SO₄；
③在古特蔡特測砷法中，Na₃AsO₄溶液與Zn反應生成AsH₃，該反應中Na₃AsO₄a（填字母）．
a．作氧化劑          b．作還原劑             c．既作氧化劑又作還原劑
（2）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體．若As₂S₃和SnCl₂恰好完全反應，則還原劑與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1；
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應，當生成48g S時，生成NO₂的體積為112L（標準狀況下），元素As在生成物中的化合價為+5（反應后的溶液中不含含硫微粒），該反應的化學方程式為：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O；
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時會 兩種氧化物，其中之一一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），另一種氧化物為SO₂（填化學式），可用雙氧水將As₂O₃氧化為H₃AsO₄而除去，寫出該反應的化學方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄．

Answer 1

分析 （1）①硫元素是16號元素，原子核外有三個電子層，最外層6個電子，依據(jù)周期表結(jié)構(gòu)判斷位置；
②硫元素最高價為+6價，最高價氧化物對應的水化物為硫酸；
③Na₃AsO₄溶液與Zn反應生成AsH₃，As元素化合價最高價+5價變化為-3價，化合價降低做氧化劑，鋅做還原劑；
（2）根據(jù)反應物和生成物來分析反應，則利用氧化還原反應反應中得失電子守恒來分析完全反應的還原劑與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比來解答，還原產(chǎn)物是元素化合價降低做氧化劑被還原生成；
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應，當生成48g S，物質(zhì)的量=$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反應的As₂S₃的物質(zhì)的量為0.5mol，生成標準狀況下NO₂的體積為112L，物質(zhì)的量為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，S元素化合價由-2價升高到0價，0.5molAs₂S₃反應電子轉(zhuǎn)移0.5mol×[0-（-2）]×3=3mol，HNO₃做氧化劑，生成二氧化氮5mol，電子轉(zhuǎn)移為5mol×（5-4）=5mol，則根據(jù)電子守恒，設As失電子元素化合價變化為x，3+0.5mol×2（x-3）=5mol，x=5，生成產(chǎn)物為H₃AsO₄，1molAs₂S₃+
和10molHNO₃發(fā)生氧化還原反應，結(jié)合原子守恒配平書寫化學方程式；
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時會 兩種氧化物，其中之一一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），依據(jù)原子守恒可知另一種氧化物為二氧化硫，過氧化氫中氫元素化合價-1價變化為-2價，As元素化合價+3價變化為+5價，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫出該反應的化學方程式．

解答 解：（1）①硫元素是16號元素，原子核外有三個電子層，最外層6個電子，位于周期表中的第三周期，第ⅥA族，
故答案為：三；ⅥA；
②硫元素最高價為+6價，最高價氧化物對應的水化物為硫酸，化學式為H₂SO₄，
故答案為：H₂SO₄；
③Na₃AsO₄溶液與Zn反應生成AsH₃，As元素化合價最高價+5價變化為-3價，化合價降低Na₃AsO₄做氧化劑，鋅做還原劑；
故答案為：a；
（2）As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，則反應為2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S，
根據(jù)電子得失守恒知2molAs₂S₃作氧化劑被還原得到4mol電子，生成1molAs₄S₄，而2molSnCl₂作還原劑失去4mol電子得到氧化產(chǎn)物2molSnCl₄，則還原劑與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：1，
故答案為：2：1；
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應，當生成48g S，物質(zhì)的量=$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反應的As₂S₃的物質(zhì)的量為0.5mol，生成標準狀況下NO₂的體積為112L，物質(zhì)的量為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，S元素化合價由-2價升高到0價，0.5molAs₂S₃反應電子轉(zhuǎn)移0.5mol×[0-（-2）]×3=3mol，HNO₃做氧化劑，生成二氧化氮5mol，電子轉(zhuǎn)移為5mol×（5-4）=5mol，則根據(jù)電子守恒，設As失電子元素化合價變化為x，3+0.5mol×2（x-3）=5mol，x=5，生成產(chǎn)物為H₃AsO₄，1molAs₂S₃+
和10molHNO₃發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，As元素化合價由+3價升高到+5價，S元素化合價由-2價升高到0價，則生成2mol H₃AsO₄，轉(zhuǎn)移電子為2×2mol+3×2mol=10mol，
故答案為：+5，As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O；
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時會 兩種氧化物，其中之一一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），依據(jù)原子守恒可知反應為：As₄S₄+7O₂$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2As₂O₃+4SO₂，另一種氧化物為二氧化硫，雙氧水將As₂O₃氧化為H₃AsO₄而除去，氧化還原反應中過氧化氫中氫元素化合價-1價變化為-2價，As元素化合價+3價變化為+5價，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫出該反應的化學方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄，
故答案為：SO₂，2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄．

點評 本題考查了信息分析，物質(zhì)性質(zhì)的應用，主要是氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移、電子守恒、化學方程式書寫、錯誤判斷，注意氧化還原反應概念和電子轉(zhuǎn)移守恒的應用，題目難度中等．