Question

8．鉬酸鈉（Na₂MoO₄）具有廣泛的用途，可做新型水處理劑、優(yōu)良的金屬緩蝕劑及可用于局部過(guò)熱的循環(huán)水系統(tǒng)；Al（OH）₃在工業(yè)和醫(yī)藥上都具有重要用途．現(xiàn)從某廢鉬催化劑（主要成分MoO₃、Al₂O₃、Fe₂O₃等）中回收Na₂MoO₄和Al（OH）₃，其工藝如圖：

回答下列問(wèn)題：
（1）已知MoO₃、Al₂O₃與SiO₂相似，均能在高溫下跟Na₂CO₃發(fā)生類(lèi)似反應(yīng)．試寫(xiě)出MoO₃與Na₂CO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式：MoO₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂MoO₄+CO₂↑．
（2）第②步操作所后的濾液中，溶質(zhì)有Na₂MoO₄、Na₂AlO₂和過(guò)量的Na₂CO₃；檢驗(yàn)第②步操作所得濾渣中含有三價(jià)鐵的方法是取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價(jià)鐵．
（3）第③步操作H₂SO₄需要適量，通常是通過(guò)測(cè)溶液的pH來(lái)調(diào)控H₂SO₄的用量；與Na₂SO₄相比，Na₂MoO₄的溶解度受溫度的影響變化較小（填“較大”或“較小”）．
（4）利用鋁熱反應(yīng)可回收金屬鉬．將所得鉬酸鈉溶液用酸處理得到沉淀，再加熱可得MoO₃．寫(xiě)出MoO₃發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Al+2MoO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Mo+2Al₂O₃．
（5）取廢鉬催化劑5.00g，加入5.30g Na₂CO₃（足量），經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)操作后，最終得到2.34g Al（OH）₃和6.39g Na₂SO₄晶體，則廢鉬催化劑中鉬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.60%．

Answer 1

分析 MoO₃、Al₂O₃與Na₂CO₃的反應(yīng)和SiO₂與Na₂CO₃的反應(yīng)相似，加入碳酸鈉焙燒時(shí)可生成Na₂MoO₄和NaAlO₂，加入水溶解后出去雜質(zhì)，加入硫酸浸泡，可生成氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾后濾液中存在硫酸鈉和Na₂MoO₄，二者溶解度不同，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可得到Na₂SO₄晶體和Na₂MoO₄，
（1）加入碳酸鈉焙燒時(shí)可生成Na₂MoO₄和NaAlO₂，MoO₃與Na₂CO₃反應(yīng)生成Na₂MoO₄和二氧化碳；
（2）高溫條件下，氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成Na₂AlO₂，檢驗(yàn)第②步操作所得濾渣中含有三價(jià)鐵是利用鐵離子結(jié)合硫氰酸鉀溶液中硫氰酸根離子形成血紅色溶液設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)；
（3）溶液中加入硫酸適量避免氫氧化鋁溶解，一般利用測(cè)定溶液PH控制，轉(zhuǎn)化關(guān)系分析可知④蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉晶體和Na₂MoO₄溶液，說(shuō)明硫酸鈉溶解度隨溫度變化大；
（4）MoO₃發(fā)生鋁熱鋁反應(yīng)，高溫下和鋁反應(yīng)生成鉬和氧化鋁；
（5）加入稀硫酸后，濾渣為Al（OH）₃，濾液中含有Na₂SO₄和Na₂MoO₄，已知：n（Na₂CO₃）=$\frac{5.30g}{106g/mol}$=0.05mol，n（Na₂SO₄）=$\frac{6.39g}{142g/mol}$=0.045mol，則Na₂MoO₄，由Na守恒可知n（Na₂MoO₄）=0.005mol，m（Mo）=0.005mol×96g/mol=0.48g，計(jì)算得到廢鉬催化劑中鉬元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）MoO₃、Al₂O₃與Na₂CO₃的反應(yīng)和SiO₂與Na₂CO₃的反應(yīng)相似，加入碳酸鈉焙燒時(shí)可生成Na₂MoO₄和NaAlO₂，MoO₃與Na₂CO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式為MoO₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂MoO₄+CO₂↑，
故答案為：MoO₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂MoO₄+CO₂↑；
（2）高溫條件下，氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成Na₂AlO₂，濾液中含有焙燒后生成Na₂MoO₄、Na₂AlO₂以及過(guò)量的Na₂CO₃，檢驗(yàn)第②步操作所得濾渣中含有三價(jià)鐵，取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價(jià)鐵，
故答案為：Na₂AlO₂；取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價(jià)鐵；
（3）第③步操作H₂SO₄需要適量，避免氫氧化鋁溶解，通常是通過(guò)測(cè)溶液的pH來(lái)調(diào)控H₂SO₄的用量，轉(zhuǎn)化關(guān)系中④蒸發(fā)結(jié)晶溶液得到硫酸鈉晶體和Na₂MoO₄溶液，與Na₂SO₄相比，Na₂MoO₄的溶解度受溫度的影響變化較小，硫酸鈉溶解度收溫度影響大，先析出晶體，
故答案為：測(cè)溶液的pH；較��；
（4）MoO₃發(fā)生鋁熱鋁反應(yīng)，高溫下和鋁反應(yīng)生成鉬和氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Al+2MoO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Mo+2Al₂O₃，
故答案為：4Al+2MoO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Mo+2Al₂O₃；
（5）加入稀硫酸后，濾渣為Al（OH）₃，濾液中含有Na₂SO₄和Na₂MoO₄，
已知：n（Na₂CO₃）=$\frac{5.30g}{106g/mol}$=0.05mol，n（Na₂SO₄）=$\frac{6.39g}{142g/mol}$=0.045mol，則由Na守恒可知n（Na₂MoO₄）=0.005mol，
m（Mo）=0.005mol×96g/mol=0.48g，
ω（Mo）=$\frac{0.48g}{5g}$×100%=9.60%，
故答案為：9.60%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的分離、提純，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握�?shí)驗(yàn)的原理和物質(zhì)的性質(zhì)，為解答該題的關(guān)鍵，難度中等．