Question

12．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．根據(jù)題意完成下列填空：
（1）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正好完全反應(yīng)，完成方程式的配平．
2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl═1As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S
（2）上述反應(yīng)中的氧化劑是As₂S₃；AS₄S₄中As化合價(jià)為+2
（3）As₂S₃和HNO₃有如下反應(yīng)：As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O
若生成2mol H₃AsO₄，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol．
（4）新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH₄和O₂，電解質(zhì)為KOH溶液．某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示．

回答下列問(wèn)題：
①甲烷燃料電池中正極通入O₂、負(fù)極通入CH₄，
正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；負(fù)極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O
②閉合K開(kāi)關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上得到的是H₂，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，并根據(jù)得失電子守恒來(lái)配平；
（2）化合價(jià)降低元素所在的反應(yīng)物是氧化劑，AS₄S₄中化合價(jià)代數(shù)和這零來(lái)分析判斷；
（3）根據(jù)化合價(jià)的升降以及物質(zhì)的量的情況來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的量；
（4）①甲烷堿性燃料電池中正極氧氣得電子被還原，負(fù)極甲烷失電子被氧化；
②b連接電源的負(fù)極，應(yīng)為陰極，生成氫氣，a連接正極，為陽(yáng)極，陽(yáng)極上生成氯氣；電解氯化鈉溶液生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉．

解答 解：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物：As₂S₃和SnCl₂在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As₄S₄和SnCl₄并放出H₂S氣體，可以得出化學(xué)方程式為：2As₂S₃+2SnCl₂+4HCl=As₄S₄+2SnCl₄+2H₂S↑，故答案為：2、2、4、1、2、2；
（2）化合價(jià)降低的As元素所在的反應(yīng)物As₂S₃是氧化劑，對(duì)應(yīng)產(chǎn)物As₄S₄中的硫是-2價(jià)，則As是+2價(jià)，故答案為：As₂S₃；+2；
（3）反應(yīng)As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O中，若生成2mol H₃AsO₄，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10mol，故答案為：10mol；
（4）①在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，正極是：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，負(fù)極是：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：O₂、CH₄；2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
②b電極與通入甲烷的電極相連，作陰極，是H⁺放電，生成H₂；a連接正極，為陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，氯氣能和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘與淀粉試液變藍(lán)色，所以檢驗(yàn)氯氣的方法是：把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近a極，若試紙變藍(lán)，說(shuō)明得到的氣體是Cl₂；
電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：H₂；2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生氧化還原反應(yīng)的基本概念和電子轉(zhuǎn)移知識(shí)，電解池和原電池的主體內(nèi)容，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題，做題時(shí)注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書(shū)寫(xiě)，難度并不大．