Question

【題目】鉬(Mo)及其合金在冶金、農業、電氣、化工、環保和宇航等重要領域有著廣泛的應用和良好的前景，成為國民經濟中一種重要的原料和不可替代的戰略物質。鉬酸鈉晶體(Na2MoO4 ·2H2O)是一種重要的金屬緩蝕劑。某工廠利用鉬精礦(主要成分 MoS2 )制備鉬酸鈉晶體和金屬鉬的流程如圖所示：

請回答下列問題：

(1)Na2 MoO 4·2H2O 中 Mo 的化合價是 ________。

(2)已知“焙燒”過程中 MoS2 變成 MoO3，則氣體 1 中對大氣有污染的是 ________。

(3)“堿浸”過程中生成 Na2MoO4 的化學方程式是 ________；“結晶”的鉬酸鈉晶體仍含其他雜質，要得到較純的晶體，還應采取的方法是 ________。

(4)“濾液”的主要成分是 ________。

(5)將過濾操作得到的鉬酸沉淀進行高溫焙燒，實驗室模擬高溫焙燒時用于盛放鉬酸的儀器是 ________。

(6)鉬酸高溫焙燒的產物與 Al 在高溫下發生反應的化學方程式是 ________。

(7)測得堿浸液中部分離子濃度為：c(MoO42－) =0.4 mol·L－1，c(SO42－) =0.02 mol·L－1。結晶前加入氫氧化鋇固體除去SO42－，不考慮加入氫氧化鋇固體后溶液體積的變化，當BaMoO4開始沉淀時，SO42－ 的去除率為 ________ (保留三位有效數字)。 [已知： Ksp(BaSO4)=1.1×10－10，Ksp(BaMoO4)=4.0×10－8]

Answer 1

【答案】+6 二氧化硫或 SO2 MoO3 + Na2CO3 =Na2MoO4 +CO2↑ 重結晶 NaCl、HCl 坩堝 2Al+MoO3Mo+Al2O3 94.5%或0.945

【解析】

鉬精礦（主要成分是MoS2）制備鉬酸鈉及制備金屬鉬的主要流程，鉬精礦空氣中灼燒得到含二氧化硫的尾氣和粗產品MoO3，加入Na2CO3溶液反應生成Na2MoO4，結晶析出得到晶體，Na2MoO4溶液加入鹽酸生成鉬酸，高溫灼燒分解生成MoO3，MoO3在高溫條件下與鋁還原生成單質鉬，以此解答該題。

（1）Na2 MoO 4·2H2O中鈉元素化合價+1價，氧元素化合價2價，設鉬元素的化合價是x價，根據化合物的代數和為0可知，2×(+1)+x+(2)×4=0，解得x = +6，即計算得到鉬元素的化合價是+6價，

故答案為：+6；

（2）“焙燒”過程中MoS2變成MoO3,，S被氧化生成對大氣有污染的氣體，應為SO2，

故答案為：二氧化硫或SO2；

（3）加入Na2CO3溶液和MoO3反應生成二氧化碳和Na2MoO4，其反應的化學方程式為：MoO3 + Na2CO3 =Na2MoO4 +CO2 ↑，“結晶”的鉬酸鈉晶體仍含其他雜質，要得到較純的晶體，應進行重結晶，

故答案為：MoO3 + Na2CO3 =Na2MoO4 +CO2 ↑；重結晶；

（4）加入過量鹽酸，生成H2MoO4和NaCl，則濾液的主要成分為NaCl、HCl，

故答案為：NaCl、HCl；

（5）灼燒固體，應在坩堝中進行，

故答案為：坩堝；

（6）利用鋁熱反應可回收金屬鉬，MoO3發生鋁熱反應的化學方程式為：4Al+2MoO3 2Mo+2Al2O3，

故答案為：4Al+2MoO3 2Mo+2Al2O3；

（7）Ksp(BaMoO4) = 4.0×108，鉬酸鈉溶液中c(MoO42) = 0.4 molL1，BaMoO4開始沉淀時，溶液中鋇離子的濃度為：c(Ba2+) = = 1.0×107 mol/L，又Ksp(BaSO4)=1.1×1010，則溶液中硫酸根離子的濃度為：c(SO42) = =1.1×103 mol/L，因為原溶液中硫酸根離子的濃度為0.02 molL1，故其硫酸根離子的去除率為：(1)×100%=15.5% = 94.5 %或0.945，

故答案為：94.5 %或0.945。