Номер 12, страница 48 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 10. Cepa. Глава 1. Неметаллы - номер 12, страница 48.

Условие.

12. Как из сульфида бария можно получить сульфат, а из сульфата — сульфид? Приведите уравнения реакций.

Решение.

Решение 2.

Как из сульфида бария можно получить сульфат
Чтобы превратить сульфид бария ($BaS$) в сульфат бария ($BaSO_4$), необходимо провести реакцию, в результате которой сульфид-ион ($S^{2-}$) перейдет в сульфат-ион ($SO_4^{2-}$). Это можно осуществить несколькими способами.

1. Реакция ионного обмена. Сульфид бария можно обработать серной кислотой. В результате реакции обмена образуется нерастворимый в воде и кислотах сульфат бария, который выпадает в виде белого осадка, и выделяется газ сероводород с запахом тухлых яиц.
$BaS + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + H_2S \uparrow$
Также можно использовать реакцию с раствором любой растворимой соли-сульфата, например, сульфата натрия. Эта реакция тоже приводит к образованию осадка сульфата бария.
$BaS + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + Na_2S$

2. Окислительно-восстановительная реакция. Можно окислить сульфид бария, в котором сера имеет степень окисления -2, до сульфата, где степень окисления серы +6. Для этого используют сильные окислители, например, кислород воздуха при сильном нагревании (обжиг).
$BaS + 2O_2 \xrightarrow{t} BaSO_4$

Ответ: $BaS + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + H_2S \uparrow$

а из сульфата — сульфид
Чтобы превратить сульфат бария ($BaSO_4$) в сульфид бария ($BaS$), необходимо провести реакцию восстановления, понизив степень окисления серы с +6 до -2. Сульфат бария — очень термостойкое и химически инертное вещество, поэтому для его восстановления требуются жесткие условия (высокая температура) и сильный восстановитель.

В промышленности для этого осуществляют карботермическое восстановление — прокаливание природного минерала барита (основной компонент — $BaSO_4$) с углем или коксом (углеродом) при температуре $1000-1300^{\circ}C$. Углерод выступает в роли восстановителя.
$BaSO_4 + 4C \xrightarrow{t} BaS + 4CO \uparrow$
Эта реакция является основным промышленным способом получения растворимых солей бария, так как полученный сульфид бария, в отличие от исходного сульфата, растворим в кислотах. В зависимости от условий (соотношение реагентов, температура) продуктом окисления углерода может быть и диоксид углерода:
$BaSO_4 + 2C \xrightarrow{t} BaS + 2CO_2 \uparrow$

Ответ: $BaSO_4 + 4C \xrightarrow{t} BaS + 4CO \uparrow$