Question

【題目】輝鉬礦的主要成分是MoS2(Mo呈+4價(jià))，含少量SiO2以及Re的化合物等雜質(zhì)。由輝鉬礦可制得金屬緩蝕劑鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·10H2O)、催化劑Mo2C和氧化劑KReO4，其主要流程如下：

(1)焙燒輝鉬礦時(shí)發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)開始的溫度(T)與真空度的關(guān)系如下圖所示：(真空度P/P0表示反應(yīng)時(shí)的壓強(qiáng)與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之比)

為獲得碳化鉬，在真空度為0.5的條件下，適宜的反應(yīng)溫度應(yīng)控制___________。

(2)焙燒時(shí)，生成Mo2C的反應(yīng)中被還原的元素有___________(填元素符號(hào))；水洗燒結(jié)物時(shí)，洗去的物質(zhì)除Na2S、Na2CO3之外，還有___________。

(3)用 NaClO2氧化MoS2時(shí)，MoS2轉(zhuǎn)化為MoO42-和SO42-，寫出該反應(yīng)的離子方程式___________。

(4)已知鉬酸鈉的溶解度曲線如下圖，獲得Na2MoO4·10H2O的操作A為___________、___________、過濾。

(5)生成KReO4晶體的化學(xué)方程式為___________；加入KCl時(shí)，同時(shí)加入乙醇的作用是___________。

Answer 1

【答案】1045K≤T<1075K Mo和C Na2SiO3 2MoS2+9ClO2-+12OH- =2MoO42-+9Cl-+4SO42-+6H2O 蒸發(fā)濃縮 冷卻至10℃以下結(jié)晶 NaReO4+KCl=KReO4↓+NaCl 減小KReO4的溶解度

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)開始時(shí)發(fā)生副反應(yīng)的溫度分析反應(yīng)條件；

(2)根據(jù)元素化合價(jià)升高，失去電子被氧化；元素化合價(jià)降低，獲得電子，被還原分析判斷；

在煅燒時(shí)，除發(fā)生反應(yīng)2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)外，還發(fā)生反應(yīng)：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，根據(jù)物質(zhì)的溶解性分析洗去的物質(zhì)；

(3)NaClO2具有氧化性，可氧化MoS2為MoO42-和SO42-，NaClO2被還原為Cl-，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒配平反應(yīng)方程式；

(4)根據(jù) Na2MoO4·10H2O的溶解度在低于10℃時(shí)溫度升高，溶解度增大分析；

(5)在NaReO4的溶液中加入KCl及乙醇，反應(yīng)得到KReO4，說明發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，KReO4在乙醇中溶解度小。

(1) 在溫度為1045K 時(shí)反應(yīng)2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)才開始發(fā)生，但當(dāng)溫度高于1075K會(huì)發(fā)生副反應(yīng)MoS2+2Na2CO3+4CMo+2Na2S+6CO(g)而生成Mo，實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度要控制在1045K≤T<1075K；

(2)焙燒時(shí)發(fā)生2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)，反應(yīng)中Mo元素的化合價(jià)由反應(yīng)前的+4價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后的+2價(jià)；C元素的化合價(jià)由反應(yīng)前的+4價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后Mo2C中的-4價(jià)、單質(zhì)C的0價(jià)，化合價(jià)降低，所以被還原的元素有有Mo、C；在煅燒時(shí)，除發(fā)生2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)反應(yīng)外，原料中的雜質(zhì)SiO2與Na2CO3反應(yīng)：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，所以水洗燒結(jié)物，洗去的物質(zhì)除Na2S、Na2CO3之外，還有可溶性的Na2SiO3；

要獲得Na2MoO4·10H2O，必須在10℃以下結(jié)晶，否則會(huì)析出Na2MoO4·2H2O 晶體。利用KReO4溶解度小于NaReO4，可實(shí)現(xiàn)由NaReO4向KReO4的轉(zhuǎn)化。加入乙醇可降低KReO4的溶解度，有利于KReO4晶體析出。

(3)用 NaClO2氧化MoS2時(shí)，MoS2轉(zhuǎn)化為MoO42-和SO42-，NaClO2被還原為Cl-，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式：2MoS2+9ClO2-+12OH- =2MoO42-+9Cl-+4SO42-+6H2O；

(4)根據(jù)溶解度曲線可知： Na2MoO4·10H2O的溶解度在低于10℃時(shí)溫度升高，溶解度增大，當(dāng)溫度高于10℃時(shí)，轉(zhuǎn)化為Na2MoO4·2H2O，故要獲得Na2MoO4·10H2O，應(yīng)該進(jìn)行的操作是蒸發(fā)濃縮得到10℃時(shí)的飽和溶液，然后冷卻至10℃以下結(jié)晶，過濾，就可得到Na2MoO4·10HO；

(5)根據(jù)題意可知NaReO4與KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生溶解度小的KReO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaReO4+KCl=KReO4↓+NaCl；加入KCl時(shí)，同時(shí)加入乙醇的作用是降低KReO4的溶解度。