Question

【題目】金屬鉬具有高強度、高熔點、耐磨抗腐性，用于制火箭、衛星的合金構件。鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)是一種重要的金屬緩蝕劑。利用鉬礦(主要成分MoS2，還含少量鈣、鎂等元素)為原料冶煉金屬鉬和鉬酸鈉晶體的主要流程圖如下：

(1)Na2MoO42H2O中鉬元素的價態為___，煅燒產生的尾氣引起的環境危害主要是_______。

(2)用濃氨水溶解粗產品的離子方程式是_________，由圖中信息可以判斷MoO3是___氧化物。（填“酸性”、“堿性”或“兩性”）

(3)操作I是_____，操作Ⅱ所得的鉬酸要水洗，檢驗鉬酸是否洗滌干凈的方法是____。

(4)采用 NaClO氧化鉬礦的方法將礦石中的鉬浸出，該過程放熱。

①請配平以下化學反應：

___NaClO +___MoS2 + ___NaOH →___Na2MoO4 +___Na2SO4 +___NaCl +___H2O。

②鉬的浸出率隨著溫度變化如圖，當溫度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______（寫一點）。

(5)鋰和MoS2可充電電池的工作原理為xLi+nMoS2Lix(MoS2)n，則電池充電時陽極上的電極反應式為______。

Answer 1

【答案】+6 酸雨 MoO3 +2NH3H2O=2NH4+ + MoO42﹣+H2O 酸性 過濾 取少量最后一次水洗液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無沉淀產生即證明鉬酸已洗凈 9 1 6 1 2 9 3 該反應為放熱反應，升溫使平衡逆移；隨著溫度升高，其它金屬雜質離子浸出也增多，沉淀了MoO42﹣ Lix(MoS2)n-xe﹣=nMoS2+xLi+

【解析】

制備金屬鉬和鉬酸鈉：鉬礦的主要成分為MoS2，在空氣中煅燒2MoS2+7O22MoO3+4SO2，生成MoO3和SO2，所以尾氣含SO2；MoO3加濃氨水生成鉬酸銨溶液，2NH3H2O+MoO3=(NH4)2MoO4+H2O，過濾除去雜質，在鉬酸銨溶液中加足量鹽酸，發生復分解反應生成鉬酸和氯化銨，過濾得到鉬酸晶體高溫分解生成MoO3；鉬礦與NaOH、NaClO溶液發生反應9MoS2+6OH-+ClO-=MoO42-+2SO42-+9Cl-+3H2O，Na2MoO4溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到Na2MoO4·2H2O。

(1) Na2MoO4·2H2O中Na元素化合價為+1價、O元素化合價為-2價，根據化合物中各元素化合價的代數和為0確定Mo元素的價態為4×2-2×1=+6價；工業煅燒鉬礦的尾氣為二氧化硫，二氧化硫引起的環境危害主要是酸雨；

(2)用濃氨水溶解粗產品MoO3，反應產生鉬酸銨和水，反應的離子方程式為：MoO3 +2NH3H2O=2NH4+ + MoO42﹣+H2O；MoO3可以與堿溶液反應生成MoO42-和水，因此可以說明MoO3是酸性氧化物；

(3)操作I是分離難溶性的固體與可溶性液體混合物的方法，該分離混合物的方法為過濾；操作Ⅱ過濾分離出固體鉬酸和濾液，在濾液中含有NH4Cl，所得的鉬酸要水洗，檢驗鉬酸是否洗滌干凈的方法就是檢驗洗滌液中是否含有Cl-，操作是取少量最后一次水洗液于試管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若無沉淀產生即證明鉬酸已洗凈；

(4)①在該反應中Cl元素化合價由反應前NaClO 中的+1價變為反應后NaCl 中的-1價、Mo元素化合價由反應前MoS2中的+2價變為+6價、S元素化合價由反應前MoS2中的-1價變為反應后Na2SO4中的+6價，根據轉移電子及原子守恒，配平方程式為9NaClO+MoS2+6NaOH=Na2MoO4+2Na2SO4+9NaCl+3H2O；

②鉬的浸出率隨著溫度變化如圖，當溫度低于50℃時，溫度升高，反應速率加快，更多的鉬溶解，因此鉬的浸出率隨著溫度的升高而增大；當溫度高于50℃后浸出率降低的可能原因是：第一，該反應的正反應是放熱反應，隨著溫度升高，平衡向吸熱的逆反應方向移動；第二，隨著溫度升高，其它金屬雜質離子浸出也增多，沉淀了MoO42﹣，導致浸出率降低；

(5)鋰和MoS2可充電電池的工作原理為xLi+nMoS2Lix(MoS2)n，可知：在電池充電時陽極上的電極反應式為放電時正極反應式的逆反應，放電時，正極上MoS2得電子和鋰離子反應生成Lix(MoS2)n，則陽極反應式為Lix(MoS2)n-xe-=nMoS2+xLi+。