【題目】二硫化鉬(MoS2)被譽為固體潤滑劑之王,利用低品質的輝鉬礦(MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質) 制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如下:

回答下列問題:

(1)鉬酸銨的化學式為(NH4)2MoO4,其中Mo的化合價為______

(2)利用聯(lián)合浸出除雜時,氫氟酸可除去的雜質化學式為______如改用FeCl3溶液氧化浸出,CuFeS2雜質的浸出效果更好,寫出氧化浸出時發(fā)生的化學反應方程式______________。

(3)加入Na2S后,鉬酸銨轉化為硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4],寫出(NH4)2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀的離子反應方程式_______________________。

(4)由下圖分析產(chǎn)生三硫化鉬沉淀的流程中應選擇的最優(yōu)溫度和時間是________________

利用化學平衡移動原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時,MoS3的產(chǎn)率均下降的原因:_______________________。

(5)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,某電池反應為: MoO3·H2O+xA=AxMoO3·H2O (某文獻記載:式中0+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極,充電時的陽極反應式:__________________。

(6)已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8)鉬酸鈉晶體(NaMoO4·2H20)是新型的金屬緩蝕劑,不純的鉬酸鈉溶液中若含少量可溶性硫酸鹽雜質,可加入Ba(OH)2固體除去SO42-(溶液體積變化忽略),則當BaMo04開始沉淀時,溶液中的c(MoO42-)/c(SO42-)____(結果保留2位有效數(shù)字)

【答案】 +6 SiO2 4FeCl3+CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S↓ MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑ 40℃,30min 溫度太低不利于H2S逸出;溫度太高,鹽酸揮發(fā),溶液c(H+)下降,都不利于反應正向進行 LixMoO3·H2O-xe-=xLi++MoO3·H2O 3.6×102

【解析】(1)根據(jù)化合價原則,鉬酸銨[(NH4)2MoO4]Mo元素的化合價為+6價。

(2)氫氟酸可與酸性氧化物SiO2反應,所以聯(lián)合浸出除雜時,用氫氟酸除去的是SiO2雜質;Fe3+具有較強的氧化性,可氧化雜質CuFeS2中的-2價的S,反應的化學方程式為4FeCl3 +CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S↓。

(3)根據(jù)題目所述,(NH4)2MoS4屬于銨鹽,易溶于水,所以與鹽酸生成MoS3沉淀的離子方程式為MoS42-+2H+= MoS3↓+H2S↑。

(4)由圖象分析可知,在40℃時產(chǎn)率比其它溫度下都高,反應進行到30min時產(chǎn)率達到最大值,所以產(chǎn)生三硫化鉬沉淀的最優(yōu)溫度和時間是40、30min;如果溫度太低不利于H2S逸出,不利于沉淀的生成;溫度太高,鹽酸揮發(fā),使溶液中c(H+)下降,都不利于反應正向進行。

(5)該電池以金屬鋰為負極,則負極反應式為xLi-xe-=xLi+,正極反應式可由總反應式負極反應式得到,即MoO3·H2O+ xLi++ xe-=LixMoO3·H2O,根據(jù)充放電原則,當對該電池充電時,陽極反應則為原電池的正極反應的逆反應,所以陽極反應式為LixMoO3·H2O-xe- = xLi++MoO3·H2O。

(6)已知BaSO4BaMoO4的組成比相同,結合其溶度積大小,當BaMo04開始沉淀時,c(MoO42-) = ,而此時溶液中c(SO42-) = ,所以c(MoO42-)/c(SO42-) = 4.0×10-8/1.1×10-10 = 3.6×102

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H

O

Fe

Ca

地殼

0.19

0.22

47

4.5

3.5

人體

9.4

63

25.5

0.01

0.31

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