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)療等方面應用，某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）：

（1）步驟①的化學反應中，屬于還原劑的是碳，
（2）步驟②中溶液A中溶質的化學式：BaCl₂；
（3）寫出利用溶液A中的溶質為主要原料制取BaSO₄的化學方程式：BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl．
（4）步驟②產生有毒氣體H₂S，應加以改進，為使實驗既不產生H₂S又能獲得純凈BaSO₄，請你提出改進意見．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）根據碳和礦石高溫生成一氧化碳、硫化鋇進行分析；
（2）根據弱酸鹽能與強酸鹽酸發(fā)生復分解反應，利用復分解反應相互交換成分的特點，可判斷溶液A中的溶質；
（3）根據溶液A中溶質為氯化鋇的結論，利用氯化鋇能與硫酸或可溶性硫酸鹽發(fā)生復分解反應的性質，選取一種可溶性硫酸鹽與氯化鋇反應即可得到硫酸鋇，寫出該反應的化學方程式；
（4）根據鹽類物質的性質特點，可溶于水的硫化鋇可與可溶性硫酸鹽發(fā)生復分解反應而生成硫酸鋇和另外一種鹽，滿足了不產生硫化氫氣體污染物的要求，按此思路確定反應并寫出反應的化學方程式．

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，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，化學方程式為：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．

點評 根據硫化鋇的組成特點及能與鹽酸反應的事實，結合鹽類物質的通性得出硫化鋇可與硫酸鹽反應，此為解答本題時需要生成的新的認知．