Номер 4, страница 169 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

4. Перечислите все способы, с помощью которых можно получить сульфат бария. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Сульфат бария ($BaSO_4$) — это нерастворимая в воде соль, которую можно получить несколькими способами, в основном основанными на реакциях ионного обмена, где ионы бария ($Ba^{2+}$) и сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$) встречаются в растворе, или на реакциях, где атом серы окисляется до степени окисления +6 в присутствии бария.

1. Взаимодействие растворимой соли бария с растворимым сульфатом (реакция ионного обмена)

Это наиболее распространенный лабораторный способ. При сливании растворов, содержащих ионы $Ba^{2+}$ и $SO_4^{2-}$, выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария. В качестве соли бария можно использовать хлорид ($BaCl_2$) или нитрат ($Ba(NO_3)_2$), а в качестве сульфата — сульфат натрия ($Na_2SO_4$), калия ($K_2SO_4$) или меди(II) ($CuSO_4$).

$BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Ответ: $BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

2. Взаимодействие основания с кислотой (реакция нейтрализации)

Сульфат бария образуется при реакции между гидроксидом бария (щёлочью) и серной кислотой. В результате реакции обмена выпадает нерастворимый осадок сульфата бария и образуется вода.

$Ba(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H_2O$

Ответ: $Ba(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2H_2O$

3. Взаимодействие соли бария с серной кислотой

При добавлении серной кислоты к раствору любой растворимой соли бария образуется осадок $BaSO_4$.

$Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3$

Серная кислота, как более сильная, также может вытеснять более слабые летучие кислоты из их солей, например, угольную кислоту из карбоната бария (который нерастворим в воде, но реагирует с сильными кислотами).

$BaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O + CO_2\uparrow$

Ответ: $Ba(NO_3)_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HNO_3$

4. Взаимодействие основного оксида с кислотой

Оксид бария ($BaO$) как основный оксид реагирует с серной кислотой с образованием соли и воды.

$BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

Ответ: $BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

5. Взаимодействие металла с кислотой

Активный металл барий реагирует с серной кислотой, замещая в ней водород. Образующийся сульфат бария нерастворим и покрывает поверхность металла, что может замедлить или остановить реакцию.

$Ba + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2\uparrow$

Ответ: $Ba + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2\uparrow$

6. Взаимодействие основного оксида с кислотным оксидом

Сульфат бария может быть получен прямым синтезом из оксида бария ($BaO$) и оксида серы(VI) ($SO_3$).

$BaO + SO_3 \rightarrow BaSO_4$

Ответ: $BaO + SO_3 \rightarrow BaSO_4$

7. Взаимодействие основания с кислотным оксидом

Гидроксид бария реагирует с оксидом серы(VI), образуя соль и воду.

$Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

Ответ: $Ba(OH)_2 + SO_3 \rightarrow BaSO_4\downarrow + H_2O$

8. Окислительно-восстановительные реакции

Сульфат бария можно получить окислением соединений бария, где сера имеет более низкую степень окисления, например, сульфида бария ($BaS$).

Окисление кислородом при нагревании (обжиг):

$BaS + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} BaSO_4$

Окисление пероксидом водорода:

$BaS + 4H_2O_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 4H_2O$

Ответ: $BaS + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} BaSO_4$