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)療等方面應用，某課外活動小組同學，用重晶石和焦炭為原料，制取純凈硫酸鋇，部分流程如下(設礦物中雜質不與焦炭反應，也不溶于水)：

按要求填空：

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

（2）寫出步驟②溶液A中溶質的化學式：_________________________。

（3）寫出利用溶液A中的溶質主要原料制取Ba(OH)2 的化學方程式：_________________。

（4）有同學指出，上述步驟②產(chǎn)生有毒氣體H2S，應將方法加以改進，請你提出改進意見，使該實驗既不產(chǎn)生H2S又能獲得純凈BaSO4，并寫出有關反應的化學方程式。

Answer 1

【答案】（1）碳元素化合價升高、S元素化合價降低

（2）BaCl2

（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl

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

【解析】

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

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

（3）利用氯化鋇能與硫酸鈉等發(fā)生復分解反應生成硫酸鋇的氯化鈉的轉化關系，可使用氯化鋇與硫酸鈉反應，反應的化學方程式為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放出有毒氣體硫化氫又可直接轉化為硫酸鋇，因此可采取在步驟②中加入硫酸鈉，反應后過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，反應的化學方程式為BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S；故答案為：（1）碳元素化合價升高，硫元素化合價降低；（2）BaCl2；（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；（4）可在步驟②中加入Na2SO4，然后過濾，洗滌后可得純凈BaSO4； BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S．