Question

【题目】钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。

（1）Mo可被发烟硝酸及氢氟酸氧化为MoO2F2和MoOF4(少量)，硝酸本身被还原为NO2，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。

（2）已知：2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) △H1；

2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) △H2；

MoS2(s)+2 O2(g)=Mo(s)+2SO2(g) △H3

则△H3=_________（用含△H1、△H2的代数式表示）

（3）电氧化法提纯钼的原理：将辉钼矿(MoS2)放入装有食盐水的电解槽中，用惰性电极电解，MoS2被氧化为MoO42-和SO42-

①辉钼矿应放入电解槽的_________(填“阴极区”或“阳极区”)。

②阴极的电极反应式为___________________________。

（4）碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H，实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。

①由图1可知，该反应△H______(填“>”或“<”)0，p1、p2、p3由大到小的顺序为_______________________。

②由图2可知，A点时H2的平衡转化率为____________。

③B点对应的平衡常数K=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)(MPa)2。

Answer 1

【答案】6:1 （△H2-△H1） 阳极区 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-) > p3>p2>p1 50% 0.01

【解析】

（1）在反应中N的化合价从+5→+4降低1价，Mo从0→+6升高6价，根据氧化还原反应中化合价升降总数相等，必有6个硝酸中N降低6×1=6价，同时有1个Mo升高1×6=6价，即6个硝酸和1个Mo同时反应，即氧化剂有6摩尔硝酸反应时，就有1摩尔还原剂钼反应，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:1，故答案为6:1；

（2）根据盖斯定律2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)①；2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)②；MoS2(s)+2 O2(g)=Mo(s)+2SO2(g)③，（②式-①式）÷2=③式，所以△H3=（△H2-△H1），故答案为（△H2-△H1）；

（3）将辉钼矿（MoS2）放入装有食盐水的电解槽中，用惰性电极电解，MoS2被氧化为MoO42-和SO42-，所以辉钼矿应放入电解槽的阳极，故答案为阳极区；阴极区放电的阳离子为钠离子和氢离子，放电顺序氢离子在钠离子之前，阴极氢离子放电的电极反应为2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)，故答案为2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)；

（4）①由图1相同压强下，温度升高，氢气转化率增大，则平衡正向移动，又因为温度升高平衡向吸热反应方向移动，所以该反应正向吸热，△H>0，故答案为>；根据反应方程式MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知该反应正向为气体体积增大的方向，在相同温度下，压强越大氢气的转化率越小，由图1可知：在相同温度下p1下氢气的转化率最大，所以p1压强最小，p3下氢气的转化率最小，所以p3压强最大，所以p3>p2>p1，故答案为p3>p2>p1

②由MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)，设A混合气体的总物质的量为1mol，则A点时H2的物质的量为0.4mol，H2O的物质的量为0.4mol，则变化的H2的物质的量为0.4mol，A点时H2的为平衡转化率为α(H2)==50%，故答案为50%

③B点时H2、CO的体积分数均为25%，混合气体为H2、CO、H2O，则H2O的体积分数为1-25%-25%=50%，B点对应的平衡常数K==0.01，故答案为0.01