Question

【題目】鉬酸鈉(Na2MoO4)是一種冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑，工業(yè)上利用鉬精礦(主要成分為MoS2)制備金屬鉬和鉬酸鈉晶體的流程如下圖所示。

回答下列問(wèn)題：

(1)如果在空氣中焙燒1mol MoS2時(shí)，S轉(zhuǎn)移12mol電子，則MoS2中鉬元素的化合價(jià)為____；焙燒產(chǎn)生的尾氣對(duì)環(huán)境的主要危害是___。

(2)若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作2，則從鉬酸鈉溶液中得到鉬酸鈉晶體的操作步驟是_，過(guò)濾、洗滌、干燥。

(3)鉬精礦中MoS2含量的測(cè)定：取鉬精礦16g，經(jīng)在空氣中焙燒、操作1、操作2得到鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)12.1g(假設(shè)各步的轉(zhuǎn)化率均為100%)，鉬精礦中MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。(已知MoS2的相對(duì)分子質(zhì)量為160，Na2MoO4·2H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為242)。

(4)操作3硫元素被氧化為最高價(jià)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。

(5)用鎳、鉬作電極電解濃NaOH溶液制備鉬酸鈉(Na2MoO4)的裝置如圖所示。b電極上的電極反應(yīng)式為____________。

(6)某溫度下，BaMoO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示，該溫度下BaMoO4的Ksp的值為____。

Answer 1

【答案】+4 形成酸雨 加熱濃縮(或蒸發(fā)濃縮)、冷卻結(jié)晶 50％ MoS2+6OHˉ+9ClO-=+2+9Clˉ+3H2O Mo-6eˉ+8OHˉ=+4H2O 4×10-8

【解析】

制備鉬酸鈉：鉬精礦(主要成分為MoS2)在空氣中焙燒得到MoO3，根據(jù)S元素的價(jià)態(tài)變化規(guī)律可知S元素被氧化成二氧化硫；然后MoO3用NaOH溶液溶解，過(guò)濾分離出難溶物，得到Na2MoO4溶液；經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到Na2MoO4.2H2O；

制備鉬單質(zhì)：鉬精礦(主要成分為MoS2)經(jīng)堿浸并用NaClO氧化，過(guò)濾得到Na2MoO4溶液，加入足量硫酸得到鉬酸沉淀，過(guò)濾后經(jīng)高溫灼燒得到MoO3，氫氣還原MoO3得到Mo。

(1)如果在空氣中焙燒1molMoS2時(shí)，S轉(zhuǎn)移12mol電子，根據(jù)電子守恒：(+4-x)×2=12，解得x=-2，所以MoS2中硫元素為-2價(jià)，鉬元素的化合價(jià)為+4；焙燒的產(chǎn)物除MoO3外的另一種是SO2，產(chǎn)生的尾氣對(duì)環(huán)境的主要危害是形成酸雨；

(2)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作2，從鉬酸鈉溶液中得到鉬酸鈉晶體的操作步驟是加熱濃縮(或蒸發(fā)濃縮)、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥；

(3)設(shè)鉬精礦中MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w，根據(jù)元素守恒可得關(guān)系式

所以160:16w=242:12.1g，解得w=0.5，所以鉬精礦中MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％；

(4)根據(jù)題意可知NaClO將MoS2 氧化生成和，自身被還原成Clˉ，MoS2整體化合價(jià)升高18價(jià)，NaClO降低2價(jià)，所以二者的系數(shù)比為1:9，再結(jié)合元素可得發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MoS2+6OHˉ+9ClOˉ=+2+9Clˉ+3H2O；

(5)b與電源正極相連，為陽(yáng)極，所以鉬得電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境中生成Na2MoO4，根據(jù)電荷守恒和電子守恒可得電極反應(yīng)式為Mo-6eˉ+8OHˉ=+4H2O；

(6)據(jù)圖可知c(Ba2＋)= 2×10－4mol/L時(shí)，c()==2×10－4mol/L，所以BaMoO4的Ksp=c(Ba2＋)c()==2×10－4×2×10－4= 4×10－8；