Question

【題目】輝鉬礦的主要成分是MoS2(Mo呈+4價)，含少量SiO2以及Re的化合物等雜質。由輝鉬礦可制得金屬緩蝕劑鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·10H2O)、催化劑Mo2C和氧化劑KReO4，其主要流程如下：

(1)焙燒輝鉬礦時發生的反應及反應開始的溫度(T)與真空度的關系如下圖所示：(真空度P/P0表示反應時的壓強與標準大氣壓之比)

為獲得碳化鉬，在真空度為0.5的條件下，適宜的反應溫度應控制___________。

(2)焙燒時，生成Mo2C的反應中被還原的元素有___________(填元素符號)；水洗燒結物時，洗去的物質除Na2S、Na2CO3之外，還有___________。

(3)用 NaClO2氧化MoS2時，MoS2轉化為MoO42-和SO42-，寫出該反應的離子方程式___________。

(4)已知鉬酸鈉的溶解度曲線如下圖，獲得Na2MoO4·10H2O的操作A為___________、___________、過濾。

(5)生成KReO4晶體的化學方程式為___________；加入KCl時，同時加入乙醇的作用是___________。

Answer 1

【答案】1045K≤T<1075K Mo和C Na2SiO3 2MoS2+9ClO2-+12OH- =2MoO42-+9Cl-+4SO42-+6H2O 蒸發濃縮 冷卻至10℃以下結晶 NaReO4+KCl=KReO4↓+NaCl 減小KReO4的溶解度

【解析】

(1)根據反應開始時發生副反應的溫度分析反應條件；

(2)根據元素化合價升高，失去電子被氧化；元素化合價降低，獲得電子，被還原分析判斷；

在煅燒時，除發生反應2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)外，還發生反應：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，根據物質的溶解性分析洗去的物質；

(3)NaClO2具有氧化性，可氧化MoS2為MoO42-和SO42-，NaClO2被還原為Cl-，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒配平反應方程式；

(4)根據 Na2MoO4·10H2O的溶解度在低于10℃時溫度升高，溶解度增大分析；

(5)在NaReO4的溶液中加入KCl及乙醇，反應得到KReO4，說明發生了復分解反應，KReO4在乙醇中溶解度小。

(1) 在溫度為1045K 時反應2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)才開始發生，但當溫度高于1075K會發生副反應MoS2+2Na2CO3+4CMo+2Na2S+6CO(g)而生成Mo，實驗反應溫度要控制在1045K≤T<1075K；

(2)焙燒時發生2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)，反應中Mo元素的化合價由反應前的+4價變為反應后的+2價；C元素的化合價由反應前的+4價變為反應后Mo2C中的-4價、單質C的0價，化合價降低，所以被還原的元素有有Mo、C；在煅燒時，除發生2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)反應外，原料中的雜質SiO2與Na2CO3反應：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，所以水洗燒結物，洗去的物質除Na2S、Na2CO3之外，還有可溶性的Na2SiO3；

要獲得Na2MoO4·10H2O，必須在10℃以下結晶，否則會析出Na2MoO4·2H2O 晶體。利用KReO4溶解度小于NaReO4，可實現由NaReO4向KReO4的轉化。加入乙醇可降低KReO4的溶解度，有利于KReO4晶體析出。

(3)用 NaClO2氧化MoS2時，MoS2轉化為MoO42-和SO42-，NaClO2被還原為Cl-，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應的離子方程式：2MoS2+9ClO2-+12OH- =2MoO42-+9Cl-+4SO42-+6H2O；

(4)根據溶解度曲線可知： Na2MoO4·10H2O的溶解度在低于10℃時溫度升高，溶解度增大，當溫度高于10℃時，轉化為Na2MoO4·2H2O，故要獲得Na2MoO4·10H2O，應該進行的操作是蒸發濃縮得到10℃時的飽和溶液，然后冷卻至10℃以下結晶，過濾，就可得到Na2MoO4·10HO；

(5)根據題意可知NaReO4與KCl發生復分解反應，產生溶解度小的KReO4，反應的化學方程式：NaReO4+KCl=KReO4↓+NaCl；加入KCl時，同時加入乙醇的作用是降低KReO4的溶解度。