Question

【题目】自然界的矿物中有一种重晶石矿的主要成分是BaSO4，它不溶于任何酸、碱和水，纯净的硫酸钡可供医疗等方面应用，某课外活动小组同学，用重晶石和焦炭为原料，制取纯净硫酸钡，部分流程如下(设矿物中杂质不与焦炭反应，也不溶于水)：

按要求填空：

（1）在步骤①中，哪些元素的化合价升高了，哪些元素化合价降低了？__________________。

（2）写出步骤②溶液A中溶质的化学式：_________________________。

（3）写出利用溶液A中的溶质主要原料制取Ba(OH)2 的化学方程式：_________________。

（4）有同学指出，上述步骤②产生有毒气体H2S，应将方法加以改进，请你提出改进意见，使该实验既不产生H2S又能获得纯净BaSO4，并写出有关反应的化学方程式。

Answer 1

【答案】（1）碳元素化合价升高、S元素化合价降低

（2）BaCl2

（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl

（4）可在步骤②中加入Na2SO4，BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S，过滤、洗涤后可得纯净BaSO4

【解析】

试题分析：（1）杂质不参与反应，因此不考虑杂质中的元素；而反应前BaSO4与C中Ba、S、O、C元素的化合价分别为+2、+6、-2、0，反应后BaS、CO中Ba、S、O、C元素的化合价分别为+2、-2、-2、+2，因此可判断碳元素化合价由0升高至+2，而硫元素的化合价由+6降低至-2；

（2）硫化钡与盐酸反应生成硫化氢气体，可判断反应的化学方程式为BaS+2HCl=BaCl2+H2S↑，因此该步反应中所得溶液A中溶质为氯化钡，其化学式为BaCl2；

（3）利用氯化钡能与硫酸钠等发生复分解反应生成硫酸钡的氯化钠的转化关系，可使用氯化钡与硫酸钠反应，反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；

（4）利用硫化钡这种盐与可溶解性硫酸盐能生成硫酸钡和另一种盐，既可避免与盐酸反应放出有毒气体硫化氢又可直接转化为硫酸钡，因此可采取在步骤②中加入硫酸钠，反应后过滤并洗涤除去附在固体表面的溶液，得到较为纯净的硫酸钡，反应的化学方程式为BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S；故答案为：（1）碳元素化合价升高，硫元素化合价降低；（2）BaCl2；（3）BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl；（4）可在步骤②中加入Na2SO4，然后过滤，洗涤后可得纯净BaSO4； BaS+Na2SO4=BaSO4↓+Na2S．