Question

17．希腊哲学家亚里士多德在其著作中记载了Arsenikon（雌黄），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．
（1）雌黄和雄黄中均含有S元素．
①S在周期表中位于第三周期ⅥA族．
②S的最高价氧化物对应的水化物X的化学式为H₂SO₄．
③在古特蔡特测砷法中，Na₃AsO₄溶液与Zn反应生成AsH₃，该反应中Na₃AsO₄a（填字母）．
a．作氧化剂          b．作还原剂             c．既作氧化剂又作还原剂
（2）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恰好完全反应，则还原剂与还原产物的物质的量之比为2：1．
（3）As₂S₃与足量浓硝酸发生反应，当生成48g S时，生成NO₂的体积为112L（标准状况下），元素As在生成物中的化合价为+5（反应后的溶液中不含含硫微粒），该反应的化学方程式为：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O．
（4）雄黄在空气中加热至300℃时会 两种氧化物，其中之一一种氧化物为剧毒的砒霜（As₂O₃），另一种氧化物为SO₂（填化学式），可用双氧水将As₂O₃氧化为H₃AsO₄而除去，写出该反应的化学方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄．

Answer 1

分析 （1）①硫元素是16号元素，原子核外有三个电子层，最外层6个电子，依据周期表结构判断位置；
②硫元素最高价为+6价，最高价氧化物对应的水化物为硫酸；
③Na₃AsO₄溶液与Zn反应生成AsH₃，As元素化合价最高价+5价变化为-3价，化合价降低做氧化剂，锌做还原剂；
（2）根据反应物和生成物来分析反应，则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还原剂与还原产物物质的量之比来解答，还原产物是元素化合价降低做氧化剂被还原生成；
（3）As₂S₃与足量浓硝酸发生反应，当生成48g S，物质的量=$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反应的As₂S₃的物质的量为0.5mol，生成标准状况下NO₂的体积为112L，物质的量为$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，S元素化合价由-2价升高到0价，0.5molAs₂S₃反应电子转移0.5mol×[0-（-2）]×3=3mol，HNO₃做氧化剂，生成二氧化氮5mol，电子转移为5mol×（5-4）=5mol，则根据电子守恒，设As失电子元素化合价变化为x，3+0.5mol×2（x-3）=5mol，x=5，生成产物为H₃AsO₄，1molAs₂S₃+
和10molHNO₃发生氧化还原反应，结合原子守恒配平书写化学方程式；
（4）雄黄在空气中加热至300℃时会 两种氧化物，其中之一一种氧化物为剧毒的砒霜（As₂O₃），依据原子守恒可知另一种氧化物为二氧化硫，过氧化氢中氢元素化合价-1价变化为-2价，As元素化合价+3价变化为+5价，结合电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式；

解答 解：（1）①硫元素是16号元素，原子核外有三个电子层，最外层6个电子，位于周期表中的第三周期，第ⅥA族，
故答案为：三；ⅥA；
②硫元素最高价为+6价，最高价氧化物对应的水化物为硫酸，化学式为H₂SO₄，
故答案为：H₂SO₄；
③Na₃AsO₄溶液与Zn反应生成AsH₃，As元素化合价最高价+5价变化为-3价，化合价降低Na₃AsO₄做氧化剂，锌做还原剂；
故答案为：a；
（2）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2molAs₂S₃作氧化剂被还原得到4mol电子，生成1molAs₄S₄，而2molSnCl₂作还原剂失去4mol电子得到氧化产物2molSnCl₄，则还原剂与还原产物的物质的量之比为2：1，
故答案为：2：1；
（3）As₂S₃与足量浓硝酸发生反应，当生成48g S，物质的量=$\frac{48g}{32g/mol}$=1.5mol，反应的As₂S₃的物质的量为0.5mol，生成标准状况下NO₂的体积为112L，物质的量为$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，S元素化合价由-2价升高到0价，0.5molAs₂S₃反应电子转移0.5mol×[0-（-2）]×3=3mol，HNO₃做氧化剂，生成二氧化氮5mol，电子转移为5mol×（5-4）=5mol，则根据电子守恒，设As失电子元素化合价变化为x，3+0.5mol×2（x-3）=5mol，x=5，生成产物为H₃AsO₄，1molAs₂S₃+
和10molHNO₃发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，As元素化合价由+3价升高到+5价，S元素化合价由-2价升高到0价，则生成2mol H₃AsO₄，转移电子为2×2mol+3×2mol=10mol，
故答案为：+5，As₂S₃+10HNO₃=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O；
（4）雄黄在空气中加热至300℃时会 两种氧化物，其中之一一种氧化物为剧毒的砒霜（As₂O₃），依据原子守恒可知反应为：As₄S₄+7O₂$\frac{\underline{\;300℃\;}}{\;}$2As₂O₃+4SO₂，另一种氧化物为二氧化硫，双氧水将As₂O₃氧化为H₃AsO₄而除去，氧化还原反应中过氧化氢中氢元素化合价-1价变化为-2价，As元素化合价+3价变化为+5价，结合电子守恒和原子守恒写出该反应的化学方程式：2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄，
故答案为：SO₂，2H₂O₂+H₂O+As₂O₃=2H₃AsO₄；

点评 本题考查了信息分析，物质性质的应用，主要是氧化还原反应电子转移、电子守恒、化学方程式书写、错误判断，注意氧化还原反应概念和电子转移守恒的应用，题目难度中等．