Question

11．硒和硫是同一主族元素，二氧化硒（SeO₂）是一種氧化劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物，通過與濃HNO₃或濃H₂SO₄反應(yīng)生成SeO₂以回收Se．完成下列填空：
（1）Se和濃HNO₃反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為H₂SeO₃還原產(chǎn)物為NO和NO₂，且NO和NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，寫出Se和濃HNO₃的反應(yīng)方程式：Se+2HNO₃（濃）═H₂SeO₃+NO↑+NO₂↑．
（2）已知：Se+2H₂SO₄（濃）═2SO₂↑+SeO₂+2H₂O；2SO₂+SeO₂+2H₂O═Se+2SO₄^2-+4H⁺則SeO₂、H₂SO₄（濃）、SO₂的氧化性由強到弱的順序是H₂SO₄（濃）＞SeO₂＞SO₂．
（3）回收得到的SeO₂的含量，可以通過下面的方法測定：
①1 SeO₂+4  KI+4 HNO₃→1Se+2 I₂+4  KNO₃+2 H₂O
②I₂+2Na₂S₂O₃→Na₂S₄O₆+2NaI
配平方程式①，標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（4）實驗中，準確稱量SeO₂樣品0.1500g，消耗了0.2000mol/L的Na₂S₂O₃溶液25.00mL，所測定的樣品中SeO₂的質(zhì)量分數(shù)為92.50%．

Answer 1

分析 （1）利用題中信息可知Se與濃HNO₃反應(yīng)，Se被氧化為+4價的H₂SeO₃，HNO₃還原為NO與NO₂，利用電子守恒和限定條件（生成NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，即二者計量系數(shù)比為1：1）可得方程式；
（2）在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的，而還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的；
（3）反應(yīng)①中I^-失去電子生成I₂，共升高2價，SeO₂中+4價Se得到單質(zhì)還原為單質(zhì)Se，共降低4價，化合價升降最小公倍數(shù)為4，進而確定各物質(zhì)的量的系數(shù)配平方程式，確定轉(zhuǎn)移電子數(shù)目，標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；
（4）根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，根據(jù)n=cV計算消耗的n（Na₂S₂O₃），根據(jù)關(guān)系式計算樣品中n（SeO₂），再根據(jù)m=nM計算SeO₂的質(zhì)量，進而計算樣品中SeO₂的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）利用題中信息可知Se與濃HNO₃反應(yīng)，Se被氧化為+4價的H₂SeO₃，HNO₃還原為NO與NO₂，生成NO與NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1，即二者計量系數(shù)比為1：1，令二者系數(shù)為1，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，Se的系數(shù)為$\frac{1×3+1×1}{4}$=1，故反應(yīng)方程式為：Se+2HNO₃（濃）=H₂SeO₃+NO↑+NO₂↑，
故答案為：Se+2HNO₃（濃）=H₂SeO₃+NO↑+NO₂↑；
（2）在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的，所以根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，SeO₂、H₂SO₄（濃）、SO₂的氧化性由強到弱的順序是H₂SO₄（濃）＞SeO₂＞SO₂，故答案為：H₂SO₄（濃）＞SeO₂＞SO₂；
（3）反應(yīng)①中I^-失去電子生成I₂，共升高2價，SeO₂中+4價Se得到單質(zhì)還原為單質(zhì)Se，共降低4價，化合價升降最小公倍數(shù)為4，故KI的系數(shù)為4，I₂的系數(shù)為2，SeO₂、Se的系數(shù)都是1，KNO₃的系數(shù)為4，H₂O的系數(shù)為2，配平并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：，
故答案為：1，4，4，1，2，4，2；；
（4）根據(jù)反應(yīng)的方程式可知SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，消耗的n（Na₂S₂O₃）=0.2000 mol/L×0.025L=0.005mol，
根據(jù)關(guān)系式計算樣品中n（SeO₂）=0.005mol×$\frac{1}{4}$=0.00125mol，
故SeO₂的質(zhì)量為0.00125mol×111g/mol=0.13875g，
所以樣品中SeO₂的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.13875g}{0.1500g}$×100%=92.50%，
故答案為：92.50%．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)有關(guān)知識，涉及氧化性強弱比較、氧化還原反應(yīng)配平、電子轉(zhuǎn)移表示、氧化還原反應(yīng)滴定計算等，難度中等，注意（4）中根據(jù)關(guān)系式的計算．