Question

实验设计，自然界矿物中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，课外活动小组同学，用重晶石矿焦炭为原料，制取纯净硫酸钡．（设矿物中杂质不与焦炭反应，也不溶于水）部分流程如下：
按要求填空
（1）在步骤①中，哪些元素的化合价升高了，哪些元素的化合价降低了？______．
（2）写出步骤②中溶液A的溶质的化学式______．
（3）写出利用A溶液制取BaSO₄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，又能获纯净BaSO₄．请写有关化学方程式：______．

Answer 1

（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，故答案为：碳元素化合价升高，硫元素化合价降低；
（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，故答案为：BaCl₂；
（3）根据复分解反应的特点，若有硫酸钡生成，应选择一种含有硫酸根离子的溶液和氯化钡溶液反应，则选择稀硫酸、硫酸钠溶液或者硫酸钾溶液，
故答案为：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，故答案为：BaS+Na₂SO₄=BaSO₄↓+Na₂S．