Question

【題目】鉬酸鈉晶體（Na2MoO42H2O）是無(wú)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所示

（1）Na2MoO42H2O中鉬元素的化合價(jià)為____________。

（2）焙燒時(shí)為了使鉬精礦充分反應(yīng)，可采取的措施是____________（答出一條即可）。

（3）焙燒過(guò)程中鉬精礦發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MoS2+O2MoO3+SO2（未配 平），該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是____________（填化學(xué)式）；當(dāng)生成1molSO2時(shí)，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為_________mol。利用下圖所示裝置（電極均為惰性電極）也可吸收SO2，并用陰極排出的溶液吸收NO2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________________________，在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，同時(shí)有SO42-生成，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________。

（4）堿浸時(shí)，MoO3與Na2CO3溶液反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

（5）重結(jié)晶得到的母液可以在下次重結(jié)晶時(shí)重復(fù)使用，但達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理，原因____________________________________。

（6）過(guò)濾后的堿浸液結(jié)晶前需加入Ba(OH)2固體以除去SO42-，當(dāng)BaMoO4開(kāi)始沉淀時(shí)， SO42-去除率為97.5%，已知堿浸液中c(MoO42-)=0.40molL-1，c(SO42-)=0.040molL-1，Ksp（BaSO4）=1.0×10-10、則Ksp(BaMoO4)=________________[加入Ba(OH)2固體引起的溶液體積變化可忽略]。

Answer 1

【答案】+6 將礦石粉碎（或增加空氣的進(jìn)入量或采用逆流原理等） MoO3、SO2 7 SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ 4S2O42-+6NO2+8OH-=8SO42-+3N2+4H2O MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑ 使用多次后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)，影響產(chǎn)品純度 4.0×10-8

【解析】

（1）根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0；

（2）增大固體的接觸面積或反應(yīng)物的濃度可加快化學(xué)反應(yīng)速率，據(jù)此分析作答；

（3）依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律及基本原理作答；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等配平該方程后，找出電子轉(zhuǎn)移數(shù)與SO2之間的關(guān)系解答；

（4）電解原理中，陽(yáng)極二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成S2O42-，陰極排出的溶液中的S2O42-與NO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)；

（5）重結(jié)晶得到的母液重復(fù)使用，雜質(zhì)會(huì)增多；

（6）借助Ksp（BaSO4）=1.0×10-10計(jì)算出溶液中的c(Ba2+)，進(jìn)而根據(jù)溶度積定義求得Ksp(BaMoO4)。

（1）Na2MoO42H2O中Na元素的化合價(jià)為+1價(jià)，O元素的化合價(jià)為-2價(jià)，H元素的化合價(jià)為+1，設(shè)鉬元素的化合價(jià)為x，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，有(+1)×2+x+(-2)×6+(+1)×4=0，解得x=6，

故答案為：+6；

（2）焙燒時(shí)為了使鉬精礦充分反應(yīng)，可采取的措施有將礦石粉碎或增加空氣的進(jìn)入量或采用逆流原理等，

故答案為：將礦石粉碎(或增加空氣的進(jìn)入量或采用逆流原理等)；

（3）MoS2燃燒，反應(yīng)方程式為2MoS2+7O22MoO3+4SO2，該反應(yīng)中Mo元素的化合價(jià)由+2價(jià)升高到+6價(jià)，被氧化生成MoO3，硫元素的化合價(jià)由-1價(jià)升高到+4價(jià)，被氧化生成SO2，故氧化產(chǎn)物是MoO3、SO2；根據(jù)反應(yīng)方程式可知，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2×(6-2)+4×(4+1)=28，生成1 mol SO2時(shí)，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 = 7 mol；依據(jù)圖示可知，二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽(yáng)極區(qū)，陽(yáng)極區(qū)發(fā)生反應(yīng)SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；陰極排出的溶液為S2O42-，二氧化氮與其發(fā)生反應(yīng)，S2O42-中硫元素由+3價(jià)變?yōu)榱蛩岣�中硫元素�?/span>+6價(jià)，二氧化氮中的氮元素化合價(jià)為+4價(jià)變?yōu)榈獨(dú)?/span>0價(jià)，依據(jù)原子守恒和得失電子守恒可知，其離子方程式為4S2O42-+6NO2+8OH-═8SO42-+3N2+4H2O，,

故答案為：MoO3、SO2；7；SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；4S2O42-+6NO2+8OH-=8SO42-+3N2+4H2O；

（4）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↑；

（5）使用多次后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)，影響產(chǎn)品純度，所以達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理，

故答案為：使用多次后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)，影響產(chǎn)品純度；

（6）設(shè)當(dāng)BaMoO4開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中SO42-的的濃度c(SO42-)=0.040 mol/L×(1-97.5%) = 1.0×10-3mol/L，根據(jù)Ksp(BaSO4) = 1.0×10-10，溶液中的c(Ba2+) = = mol/L = 1.0×10-7 mol/L，所以Ksp(BaMoO4)=c(Ba2+)·c(SO42-) = 1.0×10-7 mol/L× 0.40 mol/L = 4.0×108，故答案為：4.0×108。