Question

【題目】鎳鉬礦(含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C等)為我國特有的一種多金屬復雜硫化礦資源，常用來進行鉀、鎳等戰略有色金屬的提取。其冶煉工藝主要有氧化焙燒法和選擇性還原熔煉法兩種。過程如下圖所示：

(1)選擇性還原熔煉法比氧化焙燒法的優點有_________。

(2)還原熔煉時，FeS2發生的反應為3FeS2+6Na2CO3+11C+8O23Fe+6Na2S+17CO2，寫出NiS發生反應的化學方程式:______。

(3)水浸液中主要含有Na2S、Na2MoO4、Na2CO3、Na2SiO3等，向其中通入適量CO2和空氣，然后過濾，所得濾渣的主要成分為____。

(4)已知鉬酸鈉溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L，c(CO32-)=0.10 mol/L。由鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時，需加入Ba(OH)2固體以除去CO32-。當BaMoO4開始沉淀時，CO32-的去除率是______。[已知Ksp( BaCO3)=1×10-9，Ksp(BaMoO4)=4×10-8]

(5)用陰離子交換樹脂吸附、提取溶液中的鉬，該樹脂經解吸、除雜后，用鹽酸或硝酸將其酸化至pH=1.5～2.5，可得到鉬酸銨產品。試劑a可以是__________。

(6)鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下，碳素鋼在三種不同介質中的腐蝕速率實驗結果如下圖所示:

①要使碳素鋼的緩蝕效果最優，鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度比應為________。

②當硫酸的濃度大于90％時，腐蝕速率幾乎為零，原因是_________。

Answer 1

【答案】不生成SO2污染空氣、直接將Mo與Ni和Fe分離、得到的鎳鐵合金中Ni的含量高 2NiS+2Na2CO3+C2Ni+2Na2S+3CO2↑ H2SiO3、S 90% NH3H2O 1:1 濃硫酸使鐵鈍化

【解析】

(1)根據流程圖中采用的選擇性還原熔煉法產生的物質的成分分析判斷；

(2)模擬FeS2的反應原理書寫NiS反應方程式；

(3)根據O2的氧化性和碳酸的酸性比硅酸的酸性強分析；

(4)根據BaMoO4的溶度積常數和溶液中c(MoO42-)計算出溶液中c(Ba2+)，再根據BaCO3和c(Ba2+)計算出溶液中c(CO32-)，反應掉的c(CO32-)就是總的濃度減去溶液中c(CO32-)，再根據去除率為反應掉的c(CO32-)的濃度占總濃度的百分比計算其數值；

(5)由鉬酸鈉溶液制備鉬酸銨產品，用陰離子交換樹脂進行交換出來的成分經NH3H2O解吸、除雜后，在用鹽酸酸化，至pH=1.5～2.5，可得到鉬酸銨產品；

(6)①碳素鋼在緩蝕劑中腐蝕速率最小，緩蝕效果最好，鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度比應為1:1；

②碳素鋼中Fe在濃硫酸中發生鈍化，形成致密的保護膜。

(1)根據流程圖中采用的選擇性還原熔煉法中S轉化為Na2S進入熔渣，這樣就不會產生SO2污染空氣、直接將Mo與Ni和Fe分離、得到的鎳鐵合金中Ni的含量高；

(2)根據還原煉時，FeS2發生的反應3FeS2+6Na2CO3+11C+8O23Fe+6Na2S+17CO2，可類推NiS在還原煉時產生Ni單質、Na2S和CO2，反應的方程式為：2NiS+2Na2CO3+C2Ni+2Na2S+3CO2↑；

(3)空氣中含有的O2有氧化性，會將Na2S氧化為單質S；由于碳酸的酸性比硅酸的酸性強，Na2SiO3與CO2及水發生反應產生H2SiO3，難溶于水，而Na2MoO4、Na2CO3能溶于水，因此得到的濾渣成分為H2SiO3、S；

(4)鉬酸鈉溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L，Ksp(BaMoO4)=4×10-8，因此當溶液中MoO42-開始形成沉淀時，c(Ba2+)===1.0×10-7mol/L，此時由于Ksp(BaCO3)=1×10-9，溶液中c(CO32-)==0.010 mol/L，反應開始時c(CO32-)=0.10mol/L，所以c(CO32-)的去除率=(0.09mol/L÷0.10mol/L)×100%=90%；

(5)用鉬酸鈉溶液制備鉬酸銨，要用氨水解吸、除雜后，用鹽酸或硝酸將其酸化至pH=1.5～2.5，可得到鉬酸銨產品。試劑a可以是NH3H2O；/p>

(6)①碳素鋼在緩蝕劑中腐蝕速率最小，緩蝕效果最好，由圖可知當鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度比為1:1，腐蝕速率最小，效果最優；

②當濃硫酸中硫酸濃度大于90%時，腐蝕速率幾乎為0，原因是在室溫下濃硫酸具有強的氧化性，能使碳素鋼中Fe在濃硫酸中發生鈍化，形成致密的保護膜，起到防止腐蝕的作用。