Question

【題目】鉬（Mo）是一種重要的過渡金屬元素，在電子行業(yè)有可能取代石墨烯，其化合物鉬酸鈉晶體（Na2MoO42H2O）可制造阻燃劑和無公害型冷水系統(tǒng)的金屬抑制劑。由鉬精礦（主要成分MoS2，含有少量不反應雜質(zhì)）制備鉬及鉬酸鈉晶體的工藝流程如下：

（1）焙燒時，下列措施有利于使鉬精礦充分反應的是________（填序號）。

a 增大鉬精礦的量 b 將礦石粉碎 c 采用逆流原理混合

（2）操作1的名稱是______，“堿浸”過程中反應的離子方程式為________。

（3）經(jīng)“蒸發(fā)結(jié)晶”過程可得到鉬酸鈉晶體的粗品，要得到純凈的鉬酸鈉晶體，需要進行的操作2名稱是_________。

（4）Mo元素有+4、+6兩種價態(tài)，鉬精礦中存在非整比晶體MoS2.7，則MoS2.7中Mo4+所占Mo元素的物質(zhì)的量分數(shù)為__________。

（5）焙燒鉬精礦所用的裝置是多層焙燒爐，如圖為各爐層固體物料的物質(zhì)的量的百分組成。圖像中縱坐標x =_____。

（6）在實際生產(chǎn)中會有少量SO42－生成，用固體Ba（OH）2除去。在除SO42－前測定堿浸液中c(MoO42－)=0.80mol·L－1， c(SO42－)=0.04mol·L－1，當BaMoO4開始沉淀時，SO42－的去除率為94.5％，則Ksp(BaMoO4)=_________。[ Ksp(BaSO4)= 1.1×10－10，溶液體積變化、溫度變化可忽略。]

Answer 1

【答案】bc 過濾 MoO3+CO32-＝MoO42-+CO2↑ 重結(jié)晶 0.3 16 4.0×10－8

【解析】

灼燒鉬精礦，MoS2燃燒，反應方程式為2MoS2+7O22MoO3+4SO2，堿性條件下，MoO3和Na2CO3溶液反應，反應方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，經(jīng)過過濾操作除去不反應的雜質(zhì)，溶液中的溶質(zhì)為Na2MoO4，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后重結(jié)晶得到Na2MoO42H2O。將過濾后的溶液足量HCl，將Na2MoO4轉(zhuǎn)化為H2MoO4，H2MoO4高溫下發(fā)生分解生成MoO3，MoO3高溫下被氫氣還原為金屬鉬，據(jù)此分析解答相關(guān)問題。

(1)焙燒時，使鉬精礦充分反應的即提高原料的利用率，使原料盡可能全部轉(zhuǎn)化，則可以粉碎原料，增大原料與氧氣的接觸面積，還可以將焙燒后的原料循環(huán)再次煅燒，故答案選bc；

(2)根據(jù)分析，操作1的名稱是過濾，除去礦石中不參與反應的雜質(zhì)物質(zhì)，“堿浸”過程中反應的離子方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；

(3)根據(jù)制備流程分析，經(jīng)“蒸發(fā)結(jié)晶”過程可得到鉬酸鈉晶體的粗品，要得到純凈的鉬酸鈉晶體，需要進行的操作2名稱是重結(jié)晶；

(4)設(shè)MoS2.7的物質(zhì)的量為1mol，其中+4、+6兩種價態(tài)的Mo的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，則Mo的物質(zhì)的量為1mol=xmol+ymol，再根據(jù)MoS2.7化合價為零，則4x+6y+(-2)×2.7=0，解方程組可得：x=0.3，y=0.7，則MoS2.7中Mo4+所占Mo元素的物質(zhì)的量分數(shù)為=0.3；

(5)焙燒鉬精礦反應方程式為2MoS2+7O22MoO3+4SO2，由圖可知，6層中存在的固體物質(zhì)分別為MoS2、MoO3、MoO2，圖象分析MoO2的物質(zhì)的量百分比為68%，根據(jù)Mo元素守恒，則MoS2、MoO3的物質(zhì)的量百分比均為16%，則x為16；

(6)在實際生產(chǎn)中會有少量SO42－生成，用固體Ba(OH)2除去。在除SO42－前測定堿浸液中c(MoO42－)=0.80mol·L－1，c(SO42－)=0.04mol·L－1，當BaMoO4開始沉淀時，SO42－的去除率為94.5％，即溶液中剩余c(SO42－)= 0.04mol·L－1×(1-94.5％)=0.0022 mol·L－1，Ksp(BaSO4)= 1.1×10－10= c(SO42－)×c(Ba2+)，c(Ba2+)==5×10-8 mol·L－1，則Ksp(BaMoO4)= c(MoO42－) ×c(Ba2+)=0.80mol·L－1×5×10-8 mol·L－1=4.0×10－8。