Question

【题目】金属钼具有高强度、高熔点、耐磨抗腐性，用于制火箭、卫星的合金构件。钼酸钠晶体(Na2MoO42H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。利用钼矿(主要成分MoS2，还含少量钙、镁等元素)为原料冶炼金属钼和钼酸钠晶体的主要流程图如下：

(1)Na2MoO42H2O中钼元素的价态为___，煅烧产生的尾气引起的环境危害主要是_______。

(2)用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是_________，由图中信息可以判断MoO3是___氧化物。（填“酸性”、“碱性”或“两性”）

(3)操作I是_____，操作Ⅱ所得的钼酸要水洗，检验钼酸是否洗涤干净的方法是____。

(4)采用 NaClO氧化钼矿的方法将矿石中的钼浸出，该过程放热。

①请配平以下化学反应：

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

②钼的浸出率随着温度变化如图，当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______（写一点）。

(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为xLi+nMoS2Lix(MoS2)n，则电池充电时阳极上的电极反应式为______。

Answer 1

【答案】+6 酸雨 MoO3 +2NH3H2O=2NH4+ + MoO42﹣+H2O 酸性 过滤 取少量最后一次水洗液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净 9 1 6 1 2 9 3 该反应为放热反应，升温使平衡逆移；随着温度升高，其它金属杂质离子浸出也增多，沉淀了MoO42﹣ Lix(MoS2)n-xe﹣=nMoS2+xLi+

【解析】

制备金属钼和钼酸钠：钼矿的主要成分为MoS2，在空气中煅烧2MoS2+7O22MoO3+4SO2，生成MoO3和SO2，所以尾气含SO2；MoO3加浓氨水生成钼酸铵溶液，2NH3H2O+MoO3=(NH4)2MoO4+H2O，过滤除去杂质，在钼酸铵溶液中加足量盐酸，发生复分解反应生成钼酸和氯化铵，过滤得到钼酸晶体高温分解生成MoO3；钼矿与NaOH、NaClO溶液发生反应9MoS2+6OH-+ClO-=MoO42-+2SO42-+9Cl-+3H2O，Na2MoO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2MoO4·2H2O。

(1) Na2MoO4·2H2O中Na元素化合价为+1价、O元素化合价为-2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0确定Mo元素的价态为4×2-2×1=+6价；工业煅烧钼矿的尾气为二氧化硫，二氧化硫引起的环境危害主要是酸雨；

(2)用浓氨水溶解粗产品MoO3，反应产生钼酸铵和水，反应的离子方程式为：MoO3 +2NH3H2O=2NH4+ + MoO42﹣+H2O；MoO3可以与碱溶液反应生成MoO42-和水，因此可以说明MoO3是酸性氧化物；

(3)操作I是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，该分离混合物的方法为过滤；操作Ⅱ过滤分离出固体钼酸和滤液，在滤液中含有NH4Cl，所得的钼酸要水洗，检验钼酸是否洗涤干净的方法就是检验洗涤液中是否含有Cl-，操作是取少量最后一次水洗液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净；

(4)①在该反应中Cl元素化合价由反应前NaClO 中的+1价变为反应后NaCl 中的-1价、Mo元素化合价由反应前MoS2中的+2价变为+6价、S元素化合价由反应前MoS2中的-1价变为反应后Na2SO4中的+6价，根据转移电子及原子守恒，配平方程式为9NaClO+MoS2+6NaOH=Na2MoO4+2Na2SO4+9NaCl+3H2O；

②钼的浸出率随着温度变化如图，当温度低于50℃时，温度升高，反应速率加快，更多的钼溶解，因此钼的浸出率随着温度的升高而增大；当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是：第一，该反应的正反应是放热反应，随着温度升高，平衡向吸热的逆反应方向移动；第二，随着温度升高，其它金属杂质离子浸出也增多，沉淀了MoO42﹣，导致浸出率降低；

(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为xLi+nMoS2Lix(MoS2)n，可知：在电池充电时阳极上的电极反应式为放电时正极反应式的逆反应，放电时，正极上MoS2得电子和锂离子反应生成Lix(MoS2)n，则阳极反应式为Lix(MoS2)n-xe-=nMoS2+xLi+。