题目内容
【题目】钼(Mo)是一种过渡金属元素,它具有强度高、熔点高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气等领域。钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种新型水处理剂。某化学兴趣小组利用废钼催化剂(主要成分为MoS2,含少量Cu2S,FeS2)回收Mo并制备钼酸钠晶体,其主要流程图如图所示:
回答下列问题:
(1)可以提高焙烧效率的措施有____________________________________(填一条即可),MoS2中的钼元素在空气中焙烧,很容易被氧化成MoO3,若反应中生成0.1molMoO3,反应中转移电子的数目为____________;
(2)往固体1中加碳酸钠溶液发生反应的化学方程式为______________________________;
(3)操作2为______________________________;
(4)制备钼酸钠晶体还可用通过向精制的MoS2中直接加入次氯酸钠溶液与氢氧化钠溶液进行氧化的方法,若氧化过程中,还有硫酸钠生成,则反应的离子方程式为______________;
(5)已知钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40molL-1,由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-,当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的浓度为__________________;[已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8,忽略溶液的体积变化]
(6)锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi+nMoS2Lix(MoS2)n[Lix(MoS2)n附着在电极上],则电池充电时阳极的电极反应式为__________________________________。
【答案】 将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量 1.4NA MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑ 蒸发浓缩,冷却结晶 MOS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O 2.6×10-2mol/L Lix(MoS2)n xe = nMoS2 +xLi+
【解析】(1)将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量,都可以提高焙烧效率;根据流程可知,废钼催化剂在空气中焙烧时,MoS2 →MoO3+SO2,钼元素由+4价升高到+6价,硫元素由-2价升高到+4价,因此若反应中生成0.1molMoO3,反应中转移电子的量为0.1×(6-4)+0.1×(4+2)×2=1.4mol,数目为1.4NA ;正确答案:将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量;1.4NA。
(2)根据流程可知,固体1中加碳酸钠溶液生成了钼酸钠和二氧化碳,反应的化学方程式为:MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑ ;正确答案:MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑。
(3)从钼酸钠溶液中的得到钼酸钠晶体,可以进行蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥等操作;正确答案:蒸发浓缩,冷却结晶。
4)次氯酸根离子能够把MOS2直接氧化为MoO42-和SO42-,本身还原为Cl-,反应的离子方程式为MOS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O;正确答案:MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O。
(5)根据Ksp(BaMoO4)= c(MoO42-)×c(Ba2+)=0.40×c(Ba2+)=4.0×10-8,c(Ba2+)=1×10-7 molL-1,当BaMoO4开始沉淀时,Ksp(BaCO3)= c(Ba2+)×c(CO32-)=1×10-7×c(CO32-)=2.6×10-9,c(CO32-)= 2.6×10-2mol/L;正确答案:2.6×10-2mol/L。
(6)充电时阳极发生氧化反应,Lix(MoS2)n失电子变为MoS2,电极反应式为Lix(MoS2)n xe = nMoS2 +xLi+;正确答案:Lix(MoS2)n xe = nMoS2 +xLi+。