12.鉬酸鈉晶體(Na2MoO4•2H2O)是無公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑,由鉬精礦(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制備鉬酸鈉晶體的部分流程如圖:
(1)焙燒的過程中采用的是“逆流焙燒”的措施,則該措施的優(yōu)點是:增大鉬精礦與空氣接觸,使其充分反應(yīng),提高原料的利用率.
(2)寫出焙燒時生成MoO3的化學(xué)方程式為:2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2
(3)寫出“堿浸”反應(yīng)的離子方程式:MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑.
(4)堿浸液結(jié)晶前需加入Ba(OH)2固體以除去SO42-.當(dāng)BaMoO4開始沉淀時,求SO42-的去除率(寫出計算過程).已知:堿浸液中c(MoO42-)=0.40mol•L-1,c(SO42-)=0.040mol•L-1,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8,加入Ba(OH)2固體引起的溶液體積變化可忽略.
(5)下圖是碳鋼在3種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實驗結(jié)果:
①碳鋼在鹽酸和硫酸中腐蝕速率隨酸的濃度變化有明顯差異,其原因可能是Cl-有利于碳鋼的腐蝕,SO42-不利于碳鋼的腐蝕,使得鋼鐵在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸;或(硫酸隨著濃度的增大,氧比性增強(qiáng),會使鋼鐵鈍化,腐蝕速率減慢).
②空氣中鉬酸鹽對碳鋼的緩蝕原理是在鋼鐵表面形成FeMoO4~Fe2O3保護(hù)膜.密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的碳鋼管道緩蝕,除需加入鉬酸鹽外還需加入NaNO2,則NaNO2的作用是替代空氣中氧氣起氧化劑作用.

分析 灼燒鉬精礦,MoS2燃燒,反應(yīng)方程式為2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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↑,然后向溶液中加入沉淀劑除去重金屬離子,溶液中的溶質(zhì)為Na2MoO4,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,然后重結(jié)晶得到Na2MoO4.2H2O,
(1)反應(yīng)物接觸時間越長,反應(yīng)越充分;
(2)焙燒時MoS2發(fā)生氧化反應(yīng)生成MoO3;
(3)堿性條件下,MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)生成二氧化碳和鉬酸鈉;
(4)根據(jù)據(jù)鉬酸鋇和硫酸鋇的溶度積計算出溶液中硫酸根離子的濃度,再計算出SO42-的去除率;
(5)①根據(jù)圖片知,如果相同濃度時,硫酸中氫離子濃度大于HCl中,但鹽酸腐蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硫酸腐蝕速率,說明氯離子影響腐蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硫酸根離子影響腐蝕速率;
②NaNO2具有氧化性.

解答 解:灼燒鉬精礦,MoS2燃燒,反應(yīng)方程式為2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2,堿性條件下,MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng),反應(yīng)方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑,然后向溶液中加入沉淀劑除去重金屬離子,溶液中的溶質(zhì)為Na2MoO4,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,然后重結(jié)晶得到Na2MoO4.2H2O,
(1)反應(yīng)物接觸時間越長,反應(yīng)越充分,焙燒的過程中采用的是“逆流焙燒”的措施,該措施優(yōu)點是增大鉬精礦與空氣接觸,使其充分反應(yīng),提高原料的利用率,
故答案為:增大鉬精礦與空氣接觸,使其充分反應(yīng),提高原料的利用率;
(2)焙燒時MoS2發(fā)生氧化反應(yīng)生成MoO3同時生成二氧化硫,反應(yīng)方程式為2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2,
故答案為:2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO3+4SO2;
(3)堿性條件下,MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)生成二氧化碳和鉬酸鈉,離子方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑,
故答案為:MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑;
(4)當(dāng)BaMoO4開始沉淀時,c(Ba2+)=$\frac{{K}_{sp}(BaMo{O}_{4})}{c(Mo{{O}_{4}}^{2-})}$=$\frac{4.0×1{0}^{-8}}{0.40}$mol/L=1.0×10-7mol•L-1,
此時c(SO42-)=$\frac{1.0×1{0}^{-10}}{1.0×1{0}^{-7}}$mol/L=1.0×10-3mol•L-1,
SO42-的去除率=$\frac{0.040-1.0×1{0}^{-3}}{0.040}$×100%=97.5%,
答:硫酸根離子的去除率為97.5%;
(5)①根據(jù)圖片知,如果相同濃度時,硫酸中氫離子濃度大于HCl中,但鹽酸腐蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硫酸腐蝕速率,說明Cl-有利于碳鋼的腐蝕,SO42-不利于碳鋼的腐蝕,使得鋼鐵在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸;或(硫酸隨著濃度的增大,氧比性增強(qiáng),會使鋼鐵鈍化,腐蝕速率減慢 ),
故答案為:Cl-有利于碳鋼的腐蝕,SO42-不利于碳鋼的腐蝕,使得鋼鐵在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸;或(硫酸隨著濃度的增大,氧比性增強(qiáng),會使鋼鐵鈍化,腐蝕速率減慢 );
②NaNO2具有氧化性,能代替空氣中氧氣起到氧化劑作用,從而導(dǎo)致碳鋼管道緩蝕,
故答案為:替代空氣中氧氣起氧化劑作用.

點評 本題考查混合物的分離和提純,為高頻考點,側(cè)重考查流程圖中操作過程、物質(zhì)性質(zhì)、圖象分析等,明確操作基本原理及物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵,同時考查學(xué)生分析判斷及知識綜合應(yīng)用能力,難點是溶度積常數(shù)的有關(guān)計算,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.某化學(xué)課外興趣小組探究銅與濃硫酸的反應(yīng)情況及某些產(chǎn)物的性質(zhì).
(Ⅰ)甲、乙兩同學(xué)進(jìn)行了下列實驗:取一定量的銅片和20mL 18mol/L的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直至反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,同時根據(jù)所學(xué)的知識認(rèn)為還有較多硫酸剩余.
(1)銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.可以證明有余酸的實驗方案是ad(填字母).
a.再加入適量NaNO3固體   b.再滴入BaCl2溶液    c.再加入銀    d.再滴入Na2CO3溶液
(2)甲同學(xué)設(shè)計求余酸濃度的實驗方案是測定產(chǎn)生氣體的量.下列方案中不可行的是ac(填字母).
a.將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量的盛有堿石灰的干燥管,反應(yīng)結(jié)束后再次稱量
b.將產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胨嵝愿咤i酸鉀溶液,再加入足量BaCl2溶液,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀
c.用排水法測定其產(chǎn)生氣體的體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)
d.用排飽和NaHSO3溶液的方法測出其產(chǎn)生氣體的體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)
(3)乙同學(xué)設(shè)計測定余酸濃度的實驗方案是:測定反應(yīng)后的混合液中Cu2+的量.在反應(yīng)后的溶液中加入足量Na2S溶液,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量為W g,測得反應(yīng)后溶液的體積為V mL.則剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.36-\frac{W}{48}}{V{×10}^{-3}}$mol/L(用含W、V的代數(shù)式表示).
(Ⅱ)丙同學(xué)探究SO2與BaCl2溶液能否反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀.
丙同學(xué)先將產(chǎn)生的氣體通過盛有飽和NaHSO3溶液的洗氣瓶,再緩緩?fù)ㄈ隑aCl2溶液中,觀察到有少量白色沉淀生成,檢驗白色沉淀,發(fā)現(xiàn)沉淀全部不溶于稀鹽酸,該沉淀的生成表明SO2具有還原性性.用一個離子方程式解釋生成此沉淀的原因2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+

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3.有機(jī)物的種類繁多,按系統(tǒng)命名法,下列有機(jī)物命名正確的是( 。
A.   2-乙基丁烷B.CH2=CHCH2CH3  丁烯
C. 異戊烷D. 4-甲基-2-戊烯

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20.分子式為C9H18O2的有機(jī)物A有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系:其中B、C的相對分子質(zhì)量相等,則A的可能的結(jié)構(gòu)簡式有(  )
A.9種B.8種C.7種D.6種

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7.如圖是有關(guān)電化學(xué)的圖示,其中完全正確的是( 。
A.B.C.D.

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17.設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值.下列說法正確的是( 。
A.1.6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0.1NA
B.18gD2O含有10NA個質(zhì)子
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L CCl4中含有C-Cl 0.4 NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,0.1 mol Cl2 溶于水,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA

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4.只用如圖裝置(省略夾持裝置和凈化裝置)和表中提供的物質(zhì)就能完成實驗室某些物質(zhì)(X)的制備實驗,其中最合理的是( 。
選項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)c中的物質(zhì)d中的物質(zhì)X中的物質(zhì)
A濃硝酸Fe稀鹽酸Na2SH2SO4
B稀硫酸Zn濃鹽酸MnO2HCl
C濃硫酸C2H5OH溴單質(zhì)CCl4CH2BrCH2Br
D濃硫酸濃鹽酸濃氨水CaONH4Cl
A.AB.BC.CD.D

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1.元素在周期表中的位置,能反映原子結(jié)構(gòu)和元素的化學(xué)性質(zhì),下列有關(guān)說法正確的是( 。
A.同一元素不可能既表現(xiàn)金屬性,又表現(xiàn)非金屬性
B.由長、短周期元素共同組成的元素族稱為主族 (除零族外)
C.短周期元素原子形成簡單離子后,最外層電子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.互為同位素的不同核素,物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都不同

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2.硫酸是重要的化工產(chǎn)品,目前主要采用“接觸法”進(jìn)行生產(chǎn).有關(guān)接觸氧化反應(yīng)2SO2+O2?2SO3(該反應(yīng)為放熱反應(yīng))的說法中正確的是(  )
A.只要選擇適宜的條件,SO2和O2就能全部轉(zhuǎn)化為SO3
B.該反應(yīng)達(dá)到平衡后,反應(yīng)就完全停止了,即正逆反應(yīng)速率為零
C.溫度越高反應(yīng)速率越快,平衡時生成的SO3越多
D.在工業(yè)合成SO3時,要同時考慮反應(yīng)速率和反應(yīng)能達(dá)到的限度兩方面的問題

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