Question

【題目】金屬鉬在工業(yè)和國防建設(shè)中有重要的作用。鉬(Mo)的常見化合價(jià)為+6、+5、+4。由鉬精礦(主要成分是MoS2)可制備單質(zhì)鉬和鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)，部分流程如圖1所示：

已知：鉬酸微溶于水，可溶于液堿和氨水。

回答下列問題：

（1）焙燒鉬精礦時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式為_____________________________。

（2）鉬精礦焙燒時(shí)排放的尾氣對環(huán)境的主要危害是___________________，請?zhí)岢鲆环N實(shí)驗(yàn)室除去該尾氣的方法____________________________________。

（3）操作2的名稱為________。由鉬酸得到MoO3所用到的硅酸鹽材料儀器的名稱是________。

（4）焙燒鉬精礦所用的裝置是多層焙燒爐，圖2為各爐層固體物料的物質(zhì)的量的百分?jǐn)?shù)(φ)。

①x＝________。

②焙燒爐中也會發(fā)生MoS2與MoO3反應(yīng)生成MoO2和SO2的反應(yīng)，若該反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，則消耗的氧化劑的化學(xué)式及物質(zhì)的量分別為________、________。

（5）操作1中，加入碳酸鈉溶液充分反應(yīng)后，堿浸液中c(MoO42-)＝0.80mol·L1，c(SO42-)＝0.04 mol·L1，在結(jié)晶前需加入Ba(OH)2固體以除去溶液中的SO42-。當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí)，SO42-的去除率是________。[Ksp(BaSO4)＝1.1×1010、Ksp(BaMoO4)＝4.0×108，溶液體積變化可忽略不計(jì)]

Answer 1

【答案】2MoS2 + 7O22MoO3 + 4SO2 形成酸雨 可用氨水或氫氧化鈉溶液吸收(其他合理答案均可) 過濾 坩堝 64 MoO3 3mol 94.5%

【解析】

鉬精礦(主要成分是MoS2)，灼燒鉬精礦，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2，堿性條件下，MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)，反應(yīng)方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，溶液中的溶質(zhì)為Na2MoO4，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，得到Na2MoO4·2H2O，Na2MoO4與足量鹽酸反應(yīng)生成鉬酸，鉬酸微溶于水，過濾得到鉬酸，高溫灼燒鉬酸生成MoO3，高溫下，用氫氣還原MoO3得到Mo，據(jù)此分析解答。

(1)鉬精礦(主要成分是MoS2)，焙燒時(shí)，MoS2發(fā)生氧化反應(yīng)生成MoO3同時(shí)生成二氧化硫：2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2，故答案為：2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2；

(2)鉬精礦焙燒時(shí)排放的尾氣中含有二氧化硫，會形成酸雨；二氧化硫?yàn)樗嵝匝趸�物，可用氨水或氫氧化鈉溶液吸收，故答案為：形成酸雨；可用氨水或氫氧化鈉溶液吸收；

(3)根據(jù)流程圖，操作2是從Na2MoO4與鹽酸反應(yīng)后的溶液中得到鉬酸，鉬酸微溶于水可用過濾分離得到；由鉬酸高溫分解得到MoO3需要在坩堝中進(jìn)行，故答案為：過濾；坩堝；

(4)①由圖2可知，在第6爐層中存在的固體物質(zhì)分別為MoS2、MoO3、MoO2，其中MoS2、MoO3的物質(zhì)的量百分比均為18%，根據(jù)Mo元素守恒，則MoO2 的物質(zhì)的量百分比為1-18%-18%=64%，則x為64；故答案為：64；

②MoS2與MoO3反應(yīng)生成MoO2和SO2的反應(yīng)為：MoS2+6MoO3 7MoO2+2SO2，其中MoS2中Mo元素化合價(jià)不變，S元素由-2升高到+4價(jià)，被氧化，作還原劑，MoO3中Mo元素化合價(jià)由+6價(jià)降低到+4價(jià)，被還原，作氧化劑，6mol氧化劑MoO3反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子12mol，若該反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，則消耗的MoO33mol，故答案為：MoO3；3mol；

(5)c(MoO42-)=0.80molL-1，c(SO42-)=0.04molL-1，當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí)，c(Ba2+)== molL-1=5.0×10-8molL-1，此時(shí)c(SO42-)= molL-1=2.2×10-3molL-1，SO42-的去除率=×100%=94.5%，故答案為：94.5%。