Question

20．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(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，哪些元素的化合價升高了，哪些元素化合價降低了？碳元素化合價升高、S元素化合價降低．
（2）寫出步驟②溶液A中溶質(zhì)的化學式：BaCl₂．
（3）寫出利用溶液A中的溶質(zhì)主要原料制取BaSO₄的化學方程式：BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl．
（4）有同學指出，上述步驟②產(chǎn)生有毒氣體H₂S，應(yīng)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(guān)反應(yīng)的化學方程式．

Answer 1

分析 掌握住常見元素的化合價，根據(jù)在單質(zhì)中元素的化合價為0，化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為0的原則就可求出某種元素的化合價；弱酸鹽能夠和強酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成一種弱酸，在復(fù)分解反應(yīng)中必須有水、沉淀或氣體生成，因此可將生成硫化氫氣體的反應(yīng)換成有沉淀生成的反應(yīng)即可．

解答 解：（1）由于在硫酸鋇中，硫元素是+6價，氧元素是-2價，鋇元素是+2價，在單質(zhì)C中碳元素是0價，而在生成物一氧化碳中碳元素是+2價，氧元素為-2價，在硫化鋇中鋇是+2價，硫元素為-2價，因此在步驟①碳元素化合價升高、S元素化合價降低；
（2）由于BaS+2HCl=BaCl₂+H₂S↑，因此步驟②溶液A中的溶質(zhì)是氯化鋇化學式是：BaCl₂；
（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的特點，若有硫酸鋇生成，應(yīng)選擇一種含有硫酸根離子的溶液和氯化鋇溶液反應(yīng)，因此我們可以選擇稀硫酸、硫酸鈉溶液或者硫酸鉀溶液，故答案為：BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl；
（4）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的特點，由于BaS+Na₂SO₄=BaSO₄↓+Na₂S，且不生成有毒氣體，因此應(yīng)該選用可溶性的硫酸鹽．所以改進意見是：可在步驟②中加入Na₂SO₄溶液，過濾，洗滌后可得純凈BaSO₄．
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，過濾、洗滌后可得純凈BaSO₄．

點評 本題難度較大，主要考查了酸的有關(guān)的化學性質(zhì)，及有關(guān)元素的化合價的計算，培養(yǎng)學生對有關(guān)知識的應(yīng)用．