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．某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示．

回答下列問題：
①甲烷燃料電池中正極通入O₂、負極通入CH₄，
正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；負極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O
②閉合K開關(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)物和生成物來書寫化學(xué)方程式，并根據(jù)得失電子守恒來配平；
（2）化合價降低元素所在的反應(yīng)物是氧化劑，AS₄S₄中化合價代數(shù)和這零來分析判斷；
（3）根據(jù)化合價的升降以及物質(zhì)的量的情況來計算轉(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，負極甲烷失電子被氧化；
②b連接電源的負極，應(yīng)為陰極，生成氫氣，a連接正極，為陽極，陽極上生成氯氣；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）化合價降低的As元素所在的反應(yīng)物As₂S₃是氧化劑，對應(yīng)產(chǎn)物As₄S₄中的硫是-2價，則As是+2價，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，為陽極，陽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)，碘與淀粉試液變藍色，所以檢驗氯氣的方法是：把濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近a極，若試紙變藍，說明得到的氣體是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↑．

點評 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，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)式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，難度并不大．