Question

15．重晶石礦的主要成分為硫酸鋇，純凈的硫酸鋇才能供醫用作“鋇餐”．硫化鋇是可溶于水的鹽．討論用重晶石礦制硫酸鋇，設計流程如下：

（1）寫出步驟①的化學反應方程式BaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$BaS+4CO↑，該反應產生的氣體具有作燃料、冶煉金屬等用途．為進行反應②先要分離出硫化鋇，采用的方法是溶解過濾．反應前要在溶液中滴入少量Ba（OH）₂溶液，其作用是：防止BaS發生水解．
（2）若B物質在該生產過程中可循環使用，則反應③的化學方程式是：BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl．
（3）有人提出反應②產生了有臭雞蛋氣味的有毒氣體，可采用改變反應物的方法避免產生該氣體，則反應②的化學方程式是：BaS+CuCl₂=CuS↓+BaCl₂．此時若要B物質還能循環使用，則C為CuSO₄ （寫化學式）．BaSO₄是因為具有既不溶于水也不溶于一般酸、不能被X射線透過等性質而可用作“鋇餐”．

Answer 1

分析 （1）重晶石礦的主要成分為硫酸鋇，在高溫時與焦炭反應生成硫化鋇和有毒氣體為CO，根據元素守恒寫化學方程式；硫化鋇是可溶于水的鹽，所以通過溶解過濾除去雜質，得硫化鋇溶液，硫化鋇水解呈堿性，加入堿可抑制其水解；
（2）硫化鋇與鹽酸反應生成A為氯化鋇和硫化氫，溶液A與C反應生成B和硫酸鋇，B可循環利用，則B為HCl，C為硫酸，據此寫化學方程式；
（3）硫化鋇轉化成氯化鋇可以與鹽酸反應也可以與氯化銅反應生成硫化銅沉淀，可以避免產生硫化氫氣體，若要B以物質還能循環使用，則C可以用硫酸銅，硫酸銅與氯化鋇反應生成氯化銅循環使用，鋇離子是重金屬離子，鋇餐不能溶于水，且要不能被X射線透過，據此答題．

解答 解：（1）重晶石礦的主要成分為硫酸鋇，在高溫時與焦炭反應生成硫化鋇和有毒氣體為CO，反應的化學方程式為BaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$BaS+4CO↑，CO可作燃料、冶煉金屬，硫化鋇是可溶于水的鹽，所以通過溶解過濾除去雜質，得硫化鋇溶液，硫化鋇水解呈堿性，加入Ba（OH）₂溶液可抑制其水解，
故答案為：BaSO₄+4C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$BaS+4CO↑；作燃料；冶煉金屬；溶解過濾；防止BaS發生水解；
（2）硫化鋇與鹽酸反應生成A為氯化鋇和硫化氫，溶液A與C反應生成B和硫酸鋇，B可循環利用，則B為HCl，C為硫酸，反應③的化學方程式為BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl，
故答案為：BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl；
（3）硫化鋇轉化成氯化鋇可以與鹽酸反應也可以與氯化銅反應生成硫化銅沉淀，可以避免產生硫化氫氣體，反應②的化學方程式為BaS+CuCl₂=CuS↓+BaCl₂，若要B以物質還能循環使用，則C可以用硫酸銅，硫酸銅與氯化鋇反應生成氯化銅循環使用，鋇離子是重金屬離子，鋇餐不能溶于水，且要不能被X射線透過，
故答案為：BaS+CuCl₂=CuS↓+BaCl₂；CuSO₄；既不溶于水也不溶于一般酸；不能被X射線透過．

點評 本題主要考查硫酸鋇的提純，側重于工業流程的分析與推理，答題時注意元素化合物知識的靈活運用及實驗基本操作的應用，題目難度中等，綜合性較強．