Question

【题目】钼酸钠晶体（Na2MoO42H2O）是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成分是MoS2，含少量PbS等）制备钼酸钠晶体的部分流程如图所示

（1）Na2MoO42H2O中钼元素的化合价为____________。

（2）焙烧时为了使钼精矿充分反应，可采取的措施是____________（答出一条即可）。

（3）焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为MoS2+O2MoO3+SO2（未配 平），该反应中氧化产物是____________（填化学式）；当生成1molSO2时，该反应转移的电子的物质的量为_________mol。利用下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。阳极的电极反应式为__________________________，在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO42-生成，该反应的离子方程式为____________________________________________________。

（4）碱浸时，MoO3与Na2CO3溶液反应的离子方程式为__________________________。

（5）重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因____________________________________。

（6）过滤后的碱浸液结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去SO42-，当BaMoO4开始沉淀时， SO42-去除率为97.5%，已知碱浸液中c(MoO42-)=0.40molL-1，c(SO42-)=0.040molL-1，Ksp（BaSO4）=1.0×10-10、则Ksp(BaMoO4)=________________[加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略]。

Answer 1

【答案】+6 将矿石粉碎（或增加空气的进入量或采用逆流原理等） MoO3、SO2 7 SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ 4S2O42-+6NO2+8OH-=8SO42-+3N2+4H2O MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑ 使用多次后，母液中杂质的浓度增大，重结晶时会析出杂质，影响产品纯度 4.0×10-8

【解析】

（1）根据化合物中正负化合价的代数和为0；

（2）增大固体的接触面积或反应物的浓度可加快化学反应速率，据此分析作答；

（3）依据氧化还原反应规律及基本原理作答；根据电子转移数相等配平该方程后，找出电子转移数与SO2之间的关系解答；

（4）电解原理中，阳极二氧化硫失电子发生氧化反应，阴极发生还原反应生成S2O42-，阴极排出的溶液中的S2O42-与NO2发生氧化还原反应；

（5）重结晶得到的母液重复使用，杂质会增多；

（6）借助Ksp（BaSO4）=1.0×10-10计算出溶液中的c(Ba2+)，进而根据溶度积定义求得Ksp(BaMoO4)。

（1）Na2MoO42H2O中Na元素的化合价为+1价，O元素的化合价为-2价，H元素的化合价为+1，设钼元素的化合价为x，根据正负化合价的代数和为0，有(+1)×2+x+(-2)×6+(+1)×4=0，解得x=6，

故答案为：+6；

（2）焙烧时为了使钼精矿充分反应，可采取的措施有将矿石粉碎或增加空气的进入量或采用逆流原理等，

故答案为：将矿石粉碎(或增加空气的进入量或采用逆流原理等)；

（3）MoS2燃烧，反应方程式为2MoS2+7O22MoO3+4SO2，该反应中Mo元素的化合价由+2价升高到+6价，被氧化生成MoO3，硫元素的化合价由-1价升高到+4价，被氧化生成SO2，故氧化产物是MoO3、SO2；根据反应方程式可知，反应中转移的电子数为2×(6-2)+4×(4+1)=28，生成1 mol SO2时，该反应转移的电子的物质的量为 = 7 mol；依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极区发生反应SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；阴极排出的溶液为S2O42-，二氧化氮与其发生反应，S2O42-中硫元素由+3价变为硫酸根中硫元素为+6价，二氧化氮中的氮元素化合价为+4价变为氮气0价，依据原子守恒和得失电子守恒可知，其离子方程式为4S2O42-+6NO2+8OH-═8SO42-+3N2+4H2O，,

故答案为：MoO3、SO2；7；SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；4S2O42-+6NO2+8OH-=8SO42-+3N2+4H2O；

（4）碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应生成二氧化碳和钼酸钠，离子方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，

故答案为：MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；

（5）使用多次后，母液中杂质的浓度增大，重结晶时会析出杂质，影响产品纯度，所以达到一定次数后必须净化处理，

故答案为：使用多次后，母液中杂质的浓度增大，重结晶时会析出杂质，影响产品纯度；

（6）设当BaMoO4开始沉淀时，溶液中SO42-的的浓度c(SO42-)=0.040 mol/L×(1-97.5%) = 1.0×10-3mol/L，根据Ksp(BaSO4) = 1.0×10-10，溶液中的c(Ba2+) = = mol/L = 1.0×10-7 mol/L，所以Ksp(BaMoO4)=c(Ba2+)·c(SO42-) = 1.0×10-7 mol/L× 0.40 mol/L = 4.0×108，故答案为：4.0×108。