Question

7．鉬是一種過渡元素，廣泛用于冶金、機械制造、電子、照明及一些高科技領(lǐng)域．鉬酸鈉（Na₂MoO₄）是一種無公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑．如圖是化工生產(chǎn)中制備金屬鉬和鉬酸鈉的主要流程圖，已知鉬礦的主要成分為MoS₂，鉬酸難溶于水．

（1）反應(yīng)①中被氧化元素的名稱是鉬、硫，當(dāng)生成l mol SO₂時，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為7mol；寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式：2NH₃•H₂O+MoO₃═（NH₄）₂MoO₄+H₂O．
（2）NaC1O的電子式為；反應(yīng)⑥生成三種鈉鹽，寫出該反應(yīng)的離子方程式：MoS₂+OH^-+ClO^-=MoO₄^2-+2SO₄^2-+9Cl^-+H₂O
（3）該流程中操作2為過濾，如果在實驗室模擬該操作時，發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度分析，可能的原因是過濾時漏斗中的液面高出濾紙邊緣（或玻璃棒靠在單層濾紙一邊弄破濾紙）．
（4）MoO₃•H₂O作為高能非水體系電池的正極材料優(yōu)于一般新型材料，某電池反應(yīng)為：MoO₃•H₂O+xA═A_xMoO₃•H₂O（某文獻記載：式中0＜x＜l，A⁺為Li⁺、H⁺、K⁺、Na⁺等．A⁺的注入使得部分Mo⁶⁺還原為Mo⁵⁺），寫出該電池以金屬鋰為負(fù)極，充電時的陽極反應(yīng)式：LI_xMoO₃•H₂O-xe^-=xLi⁺+MoO₃•H₂O．
（5）工業(yè)上制備還原性氣體CO和H₂的反應(yīng)原理為CO₂+CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+2H₂，CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+3H₂．含甲烷體積分?jǐn)?shù)為80%的lm³（標(biāo)準(zhǔn)狀況）天然氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應(yīng)，甲烷轉(zhuǎn)化率為90%，用產(chǎn)生的還原性氣體（CO和H₂）還原MoO₃制鉬，理論上能生產(chǎn)鉬的質(zhì)量為4.1kg．（小數(shù)點后保留1位）

Answer 1

分析 制備金屬鉬和鉬酸鈉：鉬礦的主要成分為MoS₂，在空氣中燃燒2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂，生成MoO₃和SO₂，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能被堿液吸收，所以尾氣含SO₂用濃氨水吸收，二氧化硫具有還原性，則同時通入氧氣生成硫酸銨；MoO₃加濃氨水生成鉬酸銨溶液，2NH₃•H₂O+MoO₃═（NH₄）₂MoO₄+H₂O，過濾除去雜質(zhì)，在鉬酸銨溶液中加足量鹽酸，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成鉬酸和氯化銨，鉬酸為難溶于水和酸的黃色晶體，過濾得到鉬酸晶體高溫分解生成MoO₃，在高溫條件下用氫氣還原得到金屬鉬；
鉬礦與NaOH、NaClO溶液發(fā)生反應(yīng)MoS₂+OH^-+ClO^-=MoO₄^2-+2SO₄^2-+9Cl^-+H₂O，通過蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶洗滌干燥得到鉬酸鈉，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）應(yīng)①中反應(yīng)為2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂，Mo元素化合價由+4升高到+6，S元素由-2升高到+4，化合價升高被氧化，由方程可知，生成4molSO₂時轉(zhuǎn)移28mol電子，當(dāng)生成l mol SO₂時，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為7mol；反應(yīng)②為MoO₃加濃氨水生成鉬酸銨溶液，化學(xué)方程式為：2NH₃•H₂O+MoO₃═（NH₄）₂MoO₄+H₂O；
故答案為：鉬、硫；7；2NH₃•H₂O+MoO₃═（NH₄）₂MoO₄+H₂O；
（2）NaClO的電子式為：；反應(yīng)⑥生成三種鈉鹽，寫出該反應(yīng)的離子方程式為：MoS₂+OH^-+ClO^-=MoO₄^2-+2SO₄^2-+9Cl^-+H₂O；
故答案為：；MoS₂+OH^-+ClO^-=MoO₄^2-+2SO₄^2-+9Cl^-+H₂O；
（3）濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度分析，可能的原因是過濾時漏斗中的液面高出濾紙邊緣或玻璃棒靠在單層濾紙一邊弄破濾紙；
故答案為：過濾時漏斗中的液面高出濾紙邊緣（或玻璃棒靠在單層濾紙一邊弄破濾紙）；
（4）該電池以金屬鋰為負(fù)極時，充電時反應(yīng)為：LI_xMoO₃•H₂O=MoO₃•H₂O+xLi，陰極反應(yīng)為：xLi⁺+xe^-=xLi，則陽極反應(yīng)式為：LI_xMoO₃•H₂O-xe^-=xLi⁺+MoO₃•H₂O；
故答案為：LI_xMoO₃•H₂O-xe^-=xLi⁺+MoO₃•H₂O；
（5）根據(jù)CO₂+CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO+2H₂、CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+3H₂知，生成（CO+H₂）體積是消耗甲烷體積的4倍，CO和氫氣還原MoO₃制鉬時，每個分子CO和H₂失去電子數(shù)相同，
含甲烷體積分?jǐn)?shù)為80%的lm³（標(biāo)準(zhǔn)狀況）天然氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應(yīng)，甲烷轉(zhuǎn)化率為90%，則甲烷轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量=$\frac{1×1{0}^{3}×80%×90%L}{22.4L/mol}$=32.1mol，
則生成CO和氫氣物質(zhì)的量之和為128.4mol，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得生成Mo的質(zhì)量=$\frac{128.4mol×2}{6}$×96g/mol×10^-3kg=4.1kg；
故答案為：4.1．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗及混合物的分離和提純，為高頻考點，把握流程圖中每一步發(fā)生的反應(yīng)及操作方法是解本類型題的關(guān)鍵，注意結(jié)合題給信息解答，側(cè)重分析與計算能力的考查，題目難度中等．