Question

2．希臘哲學(xué)家亞里士多德在其著作中記載了Arsenikon（雌黃（As₂S₃）和雄黃（As₄S₄）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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物X的化學(xué)式為H₂SO₄．
③在古特蔡特測(cè)砷法中，Na₃AsO₄溶液與Zn反應(yīng)生成AsH₃，該反應(yīng)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(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，若As₂S₃和SnCl₂恰好完全反應(yīng)，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(yīng)，當(dāng)生成48gS時(shí)，生成的NO₂的體積為112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），元素As在生成物中的化合價(jià)為+5（反應(yīng)后的溶液中不含硫微粒），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O．
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時(shí)會(huì)生成兩種氧化物，其中一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），另一種氧化物為SO₂（填化學(xué)式），可用雙氧水將As₂O₃氧化成H₃AsO₄而除去，寫(xiě)出該化學(xué)方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄．

Answer 1

分析 （1）①硫元素是16號(hào)元素，原子核外有三個(gè)電子層，最外層6個(gè)電子，依據(jù)周期表結(jié)構(gòu)判斷位置；
②硫元素最高價(jià)為+6價(jià)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為硫酸；
③Na₃AsO₄溶液與Zn反應(yīng)生成AsH₃，As元素化合價(jià)最高價(jià)+5價(jià)變化為-3價(jià)，化合價(jià)降低做氧化劑，鋅做還原劑；
（2）根據(jù)反應(yīng)物和生成物來(lái)分析反應(yīng)，則利用氧化還原反應(yīng)反應(yīng)中得失電子守恒來(lái)分析完全反應(yīng)的還原劑與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比來(lái)解答，還原產(chǎn)物是元素化合價(jià)降低做氧化劑被還原生成；
（3）As₂S₃與足量濃硝酸發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)生成48g S，物質(zhì)的量為$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反應(yīng)的As₂S₃的物質(zhì)的量為0.5mol，生成標(biāo)準(zhǔn)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(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，0.5molAs₂S₃反應(yīng)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(shè)As失電子元素化合價(jià)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(yīng)，結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（4）雄黃在空氣中加熱至300℃時(shí)會(huì) 兩種氧化物，其中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(guò)氧化氫中氫元素化合價(jià)-1價(jià)變化為-2價(jià)，As元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+5價(jià)，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）①硫元素是16號(hào)元素，原子核外有三個(gè)電子層，最外層6個(gè)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(jià)為+6價(jià)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為硫酸，化學(xué)式為H₂SO₄，
故答案為：H₂SO₄；
③Na₃AsO₄溶液與Zn反應(yīng)生成AsH₃，As元素化合價(jià)最高價(jià)+5價(jià)變化為-3價(jià)，化合價(jià)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(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，則反應(yīng)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(yīng)，當(dāng)生成48g S，物質(zhì)的量為$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反應(yīng)的As₂S₃的物質(zhì)的量為0.5mol，生成標(biāo)準(zhǔn)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(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，0.5molAs₂S₃反應(yīng)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(shè)As失電子元素化合價(jià)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(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，As元素化合價(jià)由+3價(jià)升高到+5價(jià)，S元素化合價(jià)由-2價(jià)升高到0價(jià)，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(shí)會(huì) 兩種氧化物，其中的一種氧化物為劇毒的砒霜（As₂O₃），由原子守恒可知反應(yīng)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(yīng)中過(guò)氧化氫中氫元素化合價(jià)-1價(jià)變化為-2價(jià)，As元素化合價(jià)+3價(jià)變化為+5價(jià)，結(jié)合電子守恒和原子守恒寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄，
故答案為：SO₂；2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意守恒法應(yīng)用，題目難度不大．