Question

17．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）：

（1）步驟①的化學(xué)反應(yīng)中，屬于還原劑的是碳，
（2）步驟②中溶液A中溶質(zhì)的化學(xué)式：BaCl₂；
（3）寫出利用溶液A中的溶質(zhì)為主要原料制取BaSO₄的化學(xué)方程式：BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl．
（4）步驟②產(chǎn)生有毒氣體H₂S，應(yīng)加以改進(jìn)，為使實(shí)驗(yàn)既不產(chǎn)生H₂S又能獲得純凈BaSO₄，請你提出改進(jìn)意見．可在步驟②中加入Na₂SO₄，然后過濾，洗滌后可得純凈BaSO₄．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳和礦石高溫生成一氧化碳、硫化鋇進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)弱酸鹽能與強(qiáng)酸鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，利用復(fù)分解反應(yīng)相互交換成分的特點(diǎn)，可判斷溶液A中的溶質(zhì)；
（3）根據(jù)溶液A中溶質(zhì)為氯化鋇的結(jié)論，利用氯化鋇能與硫酸或可溶性硫酸鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的性質(zhì)，選取一種可溶性硫酸鹽與氯化鋇反應(yīng)即可得到硫酸鋇，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)鹽類物質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)，可溶于水的硫化鋇可與可溶性硫酸鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而生成硫酸鋇和另外一種鹽，滿足了不產(chǎn)生硫化氫氣體污染物的要求，按此思路確定反應(yīng)并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）碳和礦石高溫生成一氧化碳、硫化鋇，所以屬于還原劑的是碳；
（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)，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，化學(xué)方程式為：BaS+Na₂SO₄=BaSO₄↓+Na₂S．
故答案為：（1）碳；
（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．

點(diǎn)評 根據(jù)硫化鋇的組成特點(diǎn)及能與鹽酸反應(yīng)的事實(shí)，結(jié)合鹽類物質(zhì)的通性得出硫化鋇可與硫酸鹽反應(yīng)，此為解答本題時需要生成的新的認(rèn)知．