Question

16．Ba（NO₃）₂為無色或白色有光澤的立方晶體，微具吸濕性，有強氧化性，助燃，有毒，可用于生產(chǎn)煙花、信號彈、炸藥、陶瓷釉藥等．一種利用重晶石（BaSO₄）制硝酸鋇的工藝流程如下：
I．制BaS

（1）BaS溶液顯堿性的原因是S^2-+H₂O?HS^-+OH^-（用離子方程式表示）；
（2）重晶石與焦炭在高溫鍛燒時會產(chǎn)生一種還原性氣體，此反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4，每有l(wèi)mol BaSO₄反應，轉移的電子數(shù)目為8N_A；
II．制Ba（NO₃）₂
①取340g50%精制的BaS溶液，置于裝有攪拌器、溫度計和導氣管的三頸燒瓶中
②在不斷攪拌下，慢慢加入濃度為65%的硝酸200g，控制溫度為70℃，并維持三頸燒瓶內(nèi)大約100mmHg 的低壓，反應30min，結束．請回答：
（3）反應溫度控制在70℃左右，不宜過高的原因是防止?jié)庀跛崾軣岱纸猓?br />（4）三頸燒瓶內(nèi)維持低壓的目的是降低H₂S溶解度，使氣體能及時揮發(fā)出來，防止發(fā)生副反應，導出的H₂S氣體經(jīng)NaOH溶液吸收可以獲得重要的工業(yè)原材料硫化堿（Na₂S），Na₂S極易水解而變質(zhì)，實驗室配制Na₂S溶液時，需在配好的溶液里加人少量的NaOH；
（5）依據(jù)表中Ba（NO₃）₂的溶解度數(shù)據(jù)，所得溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，過濾、冰水洗滌、干燥后可獲得純凈的Ba（NO₃）₂晶體．

Answer 1

分析 I．（1）BaS是強堿弱酸鹽，硫離子能水解；
（2）根據(jù)元素守恒可知，制BaS時，重晶石與焦炭在高溫鍛燒時會產(chǎn)生一種還原性氣體應為CO，根據(jù)反應中的元素的化合價的變化判斷氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比，并可計算出電子轉移數(shù)目；
II．（3）用硝酸與BaS反應制硝酸鋇，硝酸受熱易分解，據(jù)此分析；
（4）硝酸與BaS反應生成硫化氫和硝酸鋇，硫化氫有還原性，能與硝酸反應，為防止這些副反應發(fā)生，要及時將生成的硫化氫氣體排出；Na₂S極易水解而變質(zhì)，Na₂S水解呈堿性，所以為防止其變質(zhì)就要抑制其水解；
（5）根據(jù)題中數(shù)據(jù)，硝酸鋇的溶解度隨著溫度的增大而增大，所以從溶液中獲得硝酸鋇固體可以用降溫結晶的方法．

解答 解：I．（1）BaS是強堿弱酸鹽，硫離子能水解使溶液呈堿性，反應的離子方程式為S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，
故答案為：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（2）根據(jù)元素守恒可知，制BaS時，重晶石與焦炭在高溫鍛燒時會產(chǎn)生一種還原性氣體應為CO，反應的方程式為BaSO₄+4C=BaS+4CO↑，反應中硫元素的化合價降低，碳元素的化合價升高，所以BaSO₄是氧化劑，C是還原劑，它們的物質(zhì)的量之比為1：4，硫從+6價變?yōu)?2價，所以每有l(wèi)mol BaSO₄反應，轉移的電子數(shù)目為8N_A，
故答案為：1：4；8N_A；
II．（3）用硝酸與BaS反應制硝酸鋇，硝酸受熱易分解，所以反應溫度不宜過高，
故答案為：防止?jié)庀跛崾軣岱纸猓?br />（4）硝酸與BaS反應生成硫化氫和硝酸鋇，硫化氫有還原性，能與硝酸反應，所以三頸燒瓶內(nèi)維持低壓的目的是降低H₂S溶解度，使氣體能及時揮發(fā)出來，防止發(fā)生副反應，Na₂S極易水解而變質(zhì)，所以在溶液中加適量的NaOH，可以防止其變質(zhì)，
故答案為：降低H₂S溶解度，使氣體能及時揮發(fā)出來，防止發(fā)生副反應；NaOH；
（5）根據(jù)題中數(shù)據(jù)，硝酸鋇的溶解度隨著溫度的增大而增大，所以從溶液中獲得硝酸鋇固體可以用降溫結晶的方法，其操作為溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、冰水洗滌、干燥后可獲得純凈的Ba（NO₃）₂晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結晶．

點評 本題考查學生在“工藝流程閱讀、相關反應化學方程式書寫、化學反應條件控制的原理”等方面對元素化合物性質(zhì)及其轉化關系的理解和應用程度，綜合考查學生對新信息的處理能力、分析能力和實驗能力，題目難度中等，注意把握實驗原理和方法．