Question

【題目】鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)是一種金屬腐蝕抑制劑。如圖是利用鉬精礦(主要成分是MoS2，含少量PbS等)為原料生產(chǎn)鉬酸鈉晶體的工藝流程圖。

(1) Na2MoO42H2O中鉬元素的化合價(jià)是_____；在焙燒爐中，空氣從爐底進(jìn)入，礦石經(jīng)粉碎后從爐頂進(jìn)入，這樣處理的目的是_____

(2)“焙燒”時(shí)MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是_____(填化學(xué)式)。

(3)“浸取”時(shí)含鉬化合物發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________；“結(jié)晶”前需向?yàn)V液中加入Ba(OH)2固體以除去CO32-。若濾液中c(MoO42-)= 0.40 mol L-1，c(CO32-)= 0.10 molL-1，當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí)，CO32-的去除率是_____% ［已知：Ksp(BaCO3)=1×10-9，Ksp(BaMoO4)=4.0×l0-8］。

(4)“分析純”的鉬酸鈉常用鉬酸銨［(NH4)2MoO4］和氫氧化鈉反應(yīng)來制取，若將該反應(yīng)產(chǎn)生的氣體與流程中所產(chǎn)生的氣體一起通入水中，得到正鹽的化學(xué)式為_____。

(5)鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下，碳素鋼在三種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：

①要使碳素鋼的緩蝕效果最優(yōu)，鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度比應(yīng)為_____

②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_____。

Answer 1

【答案】+6 增大固氣接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率 2MoS2+7O22MoO3+4SO2 MoO3、SO2 MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑ 90% (NH4)2CO3、(NH4)2SO3 1:1 酸濃度較低時(shí)，Cl-對(duì)碳鋼的腐蝕作用大于SO42-，使碳鋼在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸，隨著酸濃度增大，硫酸會(huì)使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢

【解析】

“焙燒”：氧氣將MoS2、PbS氧化成MoO3、PbO、SO2；“浸取”：主要反應(yīng)為MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)生成Na2MoO4和CO2；“過濾”：Ba(OH)2將過量的CO32-轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀，通過“過濾”將BaCO3、PbO除去；“結(jié)晶”：通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到粗Na2MoO42H2O固體；通過“重結(jié)晶”得Na2MoO42H2O，據(jù)此解答。

(1)根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0可知Na2MoO42H2O中鉬元素的化合價(jià)為+6價(jià)，礦石經(jīng)粉碎及從爐頂進(jìn)入可增大固氣接觸面積，加快反應(yīng)速率，同時(shí)使原料中的MoS2盡可能反應(yīng)，提高原料利用率，故答案為：+6；增大固氣接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；

(2)“焙燒”：氧氣將MoS2氧化成MoO3、SO2，反應(yīng)的方程式為：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，氧化產(chǎn)物為MoO3、SO2，故答案為：2MoS2+7O22MoO3+4SO2；MoO3、SO2；

(3)“浸取”：主要反應(yīng)為MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)生成Na2MoO4和CO2，反應(yīng)的離子方程式為：MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑。Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8，c(MoO42-)=0.40 mol L-1，由Ksp(BaMoO4=得：當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí)，c(Ba2+)==10-7mol/L，由Ksp(BaCO3)=得，此時(shí)溶液中c(CO32-)==10-2mol/L，所以，CO32-的去除率=，故答案為：MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；90%；

(4)(NH4)2MoO4和NaOH反應(yīng)生成Na2MoO4、H2O和NH3，流程中產(chǎn)生的氣體為SO2、CO2，SO2、NH3、CO2通入水中可產(chǎn)生(NH4)2CO3、(NH4)2SO3兩種正鹽，故答案為：(NH4)2CO3、(NH4)2SO3；

(5)①由圖可知，碳素鋼的緩蝕效果最優(yōu)時(shí)，鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度都為150mg/L，即二者濃度比為1:1，故答案為：1:1；

②從圖上看，相同濃度的鹽酸比相同濃度的硫酸腐蝕碳鋼的速率大的多，一方面，二者的陰離子不同，可能是酸濃度較低時(shí)，Cl-對(duì)碳鋼的腐蝕作用大于SO42-，使碳鋼在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸，另一方面，隨著酸濃度增大，濃硫酸會(huì)使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢，故答案為：酸濃度較低時(shí)，-對(duì)碳鋼的腐蝕作用大于SO42-，使碳鋼在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸，隨著酸濃度增大，硫酸會(huì)使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢。