Question

【題目】鉬酸鈉(Na2MoO4)是一種冷卻水系統的金屬緩蝕劑，工業上利用鉬精礦(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。

回答下列問題：

(1)如果在空氣中焙燒1mol MoS2時，S轉移12mol電子，則MoS2中鉬元素的化合價為____；焙燒產生的尾氣對環境的主要危害是___。

(2)若在實驗室中進行操作2，則從鉬酸鈉溶液中得到鉬酸鈉晶體的操作步驟是_，過濾、洗滌、干燥。

(3)鉬精礦中MoS2含量的測定：取鉬精礦16g，經在空氣中焙燒、操作1、操作2得到鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)12.1g(假設各步的轉化率均為100%)，鉬精礦中MoS2的質量分數為_________。(已知MoS2的相對分子質量為160，Na2MoO4·2H2O的相對分子質量為242)。

(4)操作3硫元素被氧化為最高價，發生反應的離子方程式為_______。

(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(或蒸發濃縮)、冷卻結晶 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S元素的價態變化規律可知S元素被氧化成二氧化硫；然后MoO3用NaOH溶液溶解，過濾分離出難溶物，得到Na2MoO4溶液；經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到Na2MoO4.2H2O；

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

(1)如果在空氣中焙燒1molMoS2時，S轉移12mol電子，根據電子守恒：(+4-x)×2=12，解得x=-2，所以MoS2中硫元素為-2價，鉬元素的化合價為+4；焙燒的產物除MoO3外的另一種是SO2，產生的尾氣對環境的主要危害是形成酸雨；

(2)在實驗室中進行操作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(或蒸發濃縮)、冷卻結晶，過濾、洗滌、干燥；

(3)設鉬精礦中MoS2的質量分數為w，根據元素守恒可得關系式

所以160:16w=242:12.1g，解得w=0.5，所以鉬精礦中MoS2的質量分數為50％；

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

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

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