Question

【題目】自然界的礦物中有一種重晶石礦的主要成分是BaSO4，它不溶于任何酸、堿和水，純凈的硫酸鋇可供醫(yī)療等方面應(yīng)用，某課外活動(dòng)小組同學(xué)，用重晶石和焦炭為原料，制取純凈硫酸鋇，部分流程如下(設(shè)礦物中雜質(zhì)不與焦炭反應(yīng)，也不溶于水)：

按要求填空：

（1）在步驟①中，哪些元素的化合價(jià)升高了，哪些元素化合價(jià)降低了？__________________。

（2）寫(xiě)出步驟②溶液A中溶質(zhì)的化學(xué)式：_________________________。

（3）寫(xiě)出利用溶液A中的溶質(zhì)主要原料制取Ba(OH)2 的化學(xué)方程式：_________________。

（4）有同學(xué)指出，上述步驟②產(chǎn)生有毒氣體H2S，應(yīng)將方法加以改進(jìn)，請(qǐng)你提出改進(jìn)意見(jiàn)，使該實(shí)驗(yàn)既不產(chǎn)生H2S又能獲得純凈BaSO4，并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

Answer 1

【答案】（1）碳元素化合價(jià)升高、S元素化合價(jià)降低

（2）BaCl2

（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl

（4）可在步驟②中加入Na2SO4，BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S，過(guò)濾、洗滌后可得純凈BaSO4

【解析】

試題分析：（1）雜質(zhì)不參與反應(yīng)，因此不考慮雜質(zhì)中的元素；而反應(yīng)前BaSO4與C中Ba、S、O、C元素的化合價(jià)分別為+2、+6、-2、0，反應(yīng)后BaS、CO中Ba、S、O、C元素的化合價(jià)分別為+2、-2、-2、+2，因此可判斷碳元素化合價(jià)由0升高至+2，而硫元素的化合價(jià)由+6降低至-2；

（2）硫化鋇與鹽酸反應(yīng)生成硫化氫氣體，可判斷反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑，因此該步反應(yīng)中所得溶液A中溶質(zhì)為氯化鋇，其化學(xué)式為BaCl2；

（3）利用氯化鋇能與硫酸鈉等發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鋇的氯化鈉的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可使用氯化鋇與硫酸鈉反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；

（4）利用硫化鋇這種鹽與可溶解性硫酸鹽能生成硫酸鋇和另一種鹽，既可避免與鹽酸反應(yīng)放出有毒氣體硫化氫又可直接轉(zhuǎn)化為硫酸鋇，因此可采取在步驟②中加入硫酸鈉，反應(yīng)后過(guò)濾并洗滌除去附在固體表面的溶液，得到較為純凈的硫酸鋇，反應(yīng)的化學(xué)方程式為BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S；故答案為：（1）碳元素化合價(jià)升高，硫元素化合價(jià)降低；（2）BaCl2；（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；（4）可在步驟②中加入Na2SO4，然后過(guò)濾，洗滌后可得純凈BaSO4； BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S．