Question

16．Ba（NO₃）₂为无色或白色有光泽的立方晶体，微具吸湿性，有强氧化性，助燃，有毒，可用于生产烟花、信号弹、炸药、陶瓷釉药等．一种利用重晶石（BaSO₄）制硝酸钡的工艺流程如下：
I．制BaS

（1）BaS溶液显碱性的原因是S^2-+H₂O?HS^-+OH^-（用离子方程式表示）；
（2）重晶石与焦炭在高温锻烧时会产生一种还原性气体，此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4，每有lmol BaSO₄反应，转移的电子数目为8N_A；
II．制Ba（NO₃）₂
①取340g50%精制的BaS溶液，置于装有搅拌器、温度计和导气管的三颈烧瓶中
②在不断搅拌下，慢慢加入浓度为65%的硝酸200g，控制温度为70℃，并维持三颈烧瓶内大约100mmHg 的低压，反应30min，结束．请回答：
（3）反应温度控制在70℃左右，不宜过高的原因是防止浓硝酸受热分解；
（4）三颈烧瓶内维持低压的目的是降低H₂S溶解度，使气体能及时挥发出来，防止发生副反应，导出的H₂S气体经NaOH溶液吸收可以获得重要的工业原材料硫化碱（Na₂S），Na₂S极易水解而变质，实验室配制Na₂S溶液时，需在配好的溶液里加人少量的NaOH；
（5）依据表中Ba（NO₃）₂的溶解度数据，所得溶液经蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、冰水洗涤、干燥后可获得纯净的Ba（NO₃）₂晶体．

Answer 1

分析 I．（1）BaS是强碱弱酸盐，硫离子能水解；
（2）根据元素守恒可知，制BaS时，重晶石与焦炭在高温锻烧时会产生一种还原性气体应为CO，根据反应中的元素的化合价的变化判断氧化剂和还原剂的物质的量之比，并可计算出电子转移数目；
II．（3）用硝酸与BaS反应制硝酸钡，硝酸受热易分解，据此分析；
（4）硝酸与BaS反应生成硫化氢和硝酸钡，硫化氢有还原性，能与硝酸反应，为防止这些副反应发生，要及时将生成的硫化氢气体排出；Na₂S极易水解而变质，Na₂S水解呈碱性，所以为防止其变质就要抑制其水解；
（5）根据题中数据，硝酸钡的溶解度随着温度的增大而增大，所以从溶液中获得硝酸钡固体可以用降温结晶的方法．

解答 解：I．（1）BaS是强碱弱酸盐，硫离子能水解使溶液呈碱性，反应的离子方程式为S^2-+H₂O?HS^-+OH^-，
故答案为：S^2-+H₂O?HS^-+OH^-；
（2）根据元素守恒可知，制BaS时，重晶石与焦炭在高温锻烧时会产生一种还原性气体应为CO，反应的方程式为BaSO₄+4C=BaS+4CO↑，反应中硫元素的化合价降低，碳元素的化合价升高，所以BaSO₄是氧化剂，C是还原剂，它们的物质的量之比为1：4，硫从+6价变为-2价，所以每有lmol BaSO₄反应，转移的电子数目为8N_A，
故答案为：1：4；8N_A；
II．（3）用硝酸与BaS反应制硝酸钡，硝酸受热易分解，所以反应温度不宜过高，
故答案为：防止浓硝酸受热分解；
（4）硝酸与BaS反应生成硫化氢和硝酸钡，硫化氢有还原性，能与硝酸反应，所以三颈烧瓶内维持低压的目的是降低H₂S溶解度，使气体能及时挥发出来，防止发生副反应，Na₂S极易水解而变质，所以在溶液中加适量的NaOH，可以防止其变质，
故答案为：降低H₂S溶解度，使气体能及时挥发出来，防止发生副反应；NaOH；
（5）根据题中数据，硝酸钡的溶解度随着温度的增大而增大，所以从溶液中获得硝酸钡固体可以用降温结晶的方法，其操作为溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、干燥后可获得纯净的Ba（NO₃）₂晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶．

点评 本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，综合考查学生对新信息的处理能力、分析能力和实验能力，题目难度中等，注意把握实验原理和方法．