Question

【題目】鉬是一種重要的過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，可增強合金的強度、硬度、可焊性等。鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)可作為無公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬腐蝕抑制劑，如圖15是化工生產(chǎn)中以輝鉬礦(主要成分為硫化鉬MoS2)為原料來制備金屬鉬、鉬酸鈉晶體的主要流程圖。

回答下列問題:

（1）已知反應(yīng)③為復(fù)分解反應(yīng)，則鉬酸中鑰的化合價為___________。

（2）反應(yīng)⑥的離子方程式為___________。

（3）輝鉬礦灼燒時的化學(xué)方程式為____________。

（4）操作X為_________。已知鉬酸鈉在一定溫度范圍內(nèi)的析出物質(zhì)及相應(yīng)物質(zhì)的溶解度如下表所示，則在操作X中應(yīng)控制溫度的最佳范圍為_______(填序號)。

溫度(℃)	0	4	9	10	15.5	32	51.5	100	>100
析出物質(zhì)	Na2MoO4·10H2O				Na2MoO4·2H2O				Na2MoO4
溶解度	30.63	33.85	38.16	39.28	39.27	39.82	41.27	45.57

A.0℃～10℃ B.10℃～100℃ C.15.5℃～50℃ D.100℃以上

（5）制備鉬酸鈉晶體還可用通過向精制的輝鉬礦中直接加入次氯酸鈉溶液氧化的方法，若氧化過程中，還有硫酸鈉生成，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_________。

（6）Li、MoS2可充電電池的工作原理為xLi+nMoS2Lix(MoS2)n[Lix(MoS2)n附著在電極上]，則電池充電時陽極的電極反應(yīng)式為___________________。

（7）可用還原性氣體(CO和H2)還原MoO3制鉬，工業(yè)上制備還原性氣體CO和H2的反應(yīng)原理之一為CO2+CH42CO+2H2。含甲烷體積分?jǐn)?shù)為90%的7L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)天然氣與足量二氧化碳在高溫下反應(yīng)，甲烷轉(zhuǎn)化率為80%,用產(chǎn)生的CO和H2還原MoO3制鉬，理論上能生產(chǎn)鉬的質(zhì)量為_________。

Answer 1

【答案】 +6 MoO3+2OH=+ 2MoS2+7O22MoO3+4SO2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 C 9︰1 Lix(MoS2)n xe = nMoS2 +xLi+ 28.8g

【解析】（1）根據(jù)鉬酸銨化學(xué)式可知，鉬元素化合價為+6價，由于反應(yīng)③為復(fù)分解反應(yīng)，則鉬酸中鉬的化合價為+6價；正確答案：+6。

（2）三氧化鉬與強堿溶液反應(yīng)生成Na2MoO4和水，反應(yīng)的離子方程式為MoO3+2OH=+ ；正確答案：. MoO3+2OH=+ 。

（3）根據(jù)流程圖看出，輝鉬礦在氧氣中灼燒生成MoO3，化學(xué)方程式為2MoS2+7O22MoO3+4SO2 ；正確答案：2MoS2+7O22MoO3+4SO2。

（4）由Na2MoO4溶液變?yōu)镹a2MoO42H2O晶體，需要進行的蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知要形成Na2MoO42H2O晶體，15.5℃～50℃ 范圍內(nèi)最好，C正確；.正確答案：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；C。

（5）次氯酸鈉做氧化劑，被還原為氯化鈉，輝鉬礦中MoS2做還原劑，被氧化為Na2MoO4和硫酸根離子，設(shè)次氯酸鈉有xmol，MoS2 ymol，根據(jù)電子守恒規(guī)律：x×（1-（-1））=y×（6-4+{6-（-2）}×2），x：y=9:1，正確答案：9:1。

（6）放電為原電池，充電為電解池，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，Lix(MoS2)n失電子變?yōu)镸oS2，電極反應(yīng)式為 Lix(MoS2)n xe = nMoS2 +xLi+ ；正確答案：Lix(MoS2)n xe = nMoS2 +xLi+ 。

（7）根據(jù)CO2＋CH42CO＋2H2，1體積的甲烷發(fā)生反應(yīng)生成4體積的還原性氣體，氣體總體積為7×90%×80%×4=20.16L；生成1molMo消耗3molCO或H2，所以生成n(Mo)= 20.16/（22.4×3）=0.3mol，鉬的質(zhì)量為m(Mo)= 0.3×96=28.8 g；正確答案：28.8 g。