Question

【題目】輝鉬礦主要含MoS2，還含有Ca、Si、Cu、Zn、Fe等元素。利用輝鉬礦制備仲鉬酸銨的新一代清潔生產工藝如下圖所示：

回答下列問題：

（1）焙燒溫度為400℃，MoS2轉化為CaMoO4和CaSO4，則反應中每摩MoS2轉移的電子數為_________。仲鉬酸銨（七鉬酸銨）中的陰離子是Mo7O24n-，則n＝_______。

（2）傳統焙燒是在650℃下，使MoS2直接與空氣中的O2反應生成MoO3和SO2。圖示清潔生產工藝加入CaCO3的優點是______________。

（3）溶浸時，CaMoO4發生復分解反應的化學方程式是___________。循環渣的主要成分是CaCO3，則外排渣主要是________和Cu、Zn、Fe的硫化物。

（4）已知：常溫下Ksp(CaCO3)＝2.8×10-9，Ksp(CaSO4)＝9.1×10-6。在(NH4)2SO4母液中添加循環渣（CaCO3），可以使硫酸銨轉化為碳酸銨（返回溶浸循環使用），原因是_______。

（5）電氧化分解鉬精礦時，用惰性電極電解鉬精礦和NaCl的混合漿液，電解槽無隔膜，控制溶液pH＝9。陰極生成物為________，混合漿液中，陽極產物轉化生成的NaClO氧化MoS2生成MoO42-和SO42-的離子方程式是______________。

Answer 1

【答案】18mol或18NA 6 能耗低，無SO2排放造成的環境污染 CaMoO4＋(NH4)2CO3 = (NH4)2MoO4＋CaCO3 SiO2 硫酸銨溶液中NH4+水解顯酸性，促進CaCO3溶解 H2（或氫氣） 9ClO－＋MoS2＋6OH－ = MoO42-＋2SO42-＋9Cl－＋3H2O

【解析】

輝鉬礦與碳酸鈣混合在空氣中焙燒，MoS2轉化為CaMoO4和CaSO4，其他雜質元素轉化為相應的氧化物，之后溶浸并加入碳酸銨，CaMoO4與(NH4)2CO3發生復分解反應轉化為(NH4)2MoO4和碳酸鈣，硫酸鈣轉化為碳酸鈣，再加入硫化銨得到雜質金屬元素的硫化物沉淀以及SiO2，分離沉淀，其中碳酸鈣可循環使用；之后向濾液中加入HCl調節pH為6得到仲鉬酸銨沉淀。

(1)MoS2中S為-1價，Mo為+2價，產物CaMoO4和CaSO4中Mo為+6價，S為+6價，MoS2中各元素共升高18價，所以反應中每摩MoS2轉移的電子數為18NA；Mo7O24n-中Mo為+6價，O為-2價，所以n=2×24-7×6=6；

(2)傳統焙燒溫度高，能耗高，產生污染物SO2，圖示流程焙燒溫度400℃，能耗較低，且無SO2排放造成的環境污染；

(3)溶浸時加入的物質為(NH4)2CO3，根據復分解反應的特點可知方程式應為CaMoO4＋(NH4)2CO3 = (NH4)2MoO4＋CaCO3；輝鉬礦中的雜質元素有Ca、Si、Cu、Zn、Fe等，焙燒時雜質元素生成相應的氧化物，溶浸后Ca最終轉化為碳酸鈣沉淀，溶浸后又加入硫化銨，所以Cu、Zn、Fe轉化為相應的硫化物沉淀，SiO2不溶于酸，所以外排渣主要是SiO2和Cu、Zn、Fe的硫化物；

(4)硫酸銨溶液中NH4+水解顯酸性，促進CaCO3溶解，所以在(NH4)2SO4母液中添加循環渣(CaCO3)，可以使硫酸銨轉化為碳酸銨；

(5)電解槽無隔膜，所以電解時陰極水電離出的氫離子放電生成氫氣；陽極氯離子放電生成氯氣，溶液顯堿性，氯氣反應生成次氯酸根，NaClO氧化MoS2生成MoO42-和SO42-，MoS2整體化合價升高18價，ClO－轉化為Cl－降低2價，結合電子守恒和元素守恒可得離子方程式為：9ClO－＋MoS2＋6OH－= Mo42-＋2SO42-＋9Cl－＋3H2O。