Question

【题目】镍钼矿(含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C等)为我国特有的一种多金属复杂硫化矿资源，常用来进行钾、镍等战略有色金属的提取。其冶炼工艺主要有氧化焙烧法和选择性还原熔炼法两种。过程如下图所示：

(1)选择性还原熔炼法比氧化焙烧法的优点有_________。

(2)还原熔炼时，FeS2发生的反应为3FeS2+6Na2CO3+11C+8O23Fe+6Na2S+17CO2，写出NiS发生反应的化学方程式:______。

(3)水浸液中主要含有Na2S、Na2MoO4、Na2CO3、Na2SiO3等，向其中通入适量CO2和空气，然后过滤，所得滤渣的主要成分为____。

(4)已知钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L，c(CO32-)=0.10 mol/L。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-的去除率是______。[已知Ksp( BaCO3)=1×10-9，Ksp(BaMoO4)=4×10-8]

(5)用阴离子交换树脂吸附、提取溶液中的钼，该树脂经解吸、除杂后，用盐酸或硝酸将其酸化至pH=1.5～2.5，可得到钼酸铵产品。试剂a可以是__________。

(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图所示:

①要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。

②当硫酸的浓度大于90％时，腐蚀速率几乎为零，原因是_________。

Answer 1

【答案】不生成SO2污染空气、直接将Mo与Ni和Fe分离、得到的镍铁合金中Ni的含量高 2NiS+2Na2CO3+C2Ni+2Na2S+3CO2↑ H2SiO3、S 90% NH3H2O 1:1 浓硫酸使铁钝化

【解析】

(1)根据流程图中采用的选择性还原熔炼法产生的物质的成分分析判断；

(2)模拟FeS2的反应原理书写NiS反应方程式；

(3)根据O2的氧化性和碳酸的酸性比硅酸的酸性强分析；

(4)根据BaMoO4的溶度积常数和溶液中c(MoO42-)计算出溶液中c(Ba2+)，再根据BaCO3和c(Ba2+)计算出溶液中c(CO32-)，反应掉的c(CO32-)就是总的浓度减去溶液中c(CO32-)，再根据去除率为反应掉的c(CO32-)的浓度占总浓度的百分比计算其数值；

(5)由钼酸钠溶液制备钼酸铵产品，用阴离子交换树脂进行交换出来的成分经NH3H2O解吸、除杂后，在用盐酸酸化，至pH=1.5～2.5，可得到钼酸铵产品；

(6)①碳素钢在缓蚀剂中腐蚀速率最小，缓蚀效果最好，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1:1；

②碳素钢中Fe在浓硫酸中发生钝化，形成致密的保护膜。

(1)根据流程图中采用的选择性还原熔炼法中S转化为Na2S进入熔渣，这样就不会产生SO2污染空气、直接将Mo与Ni和Fe分离、得到的镍铁合金中Ni的含量高；

(2)根据还原炼时，FeS2发生的反应3FeS2+6Na2CO3+11C+8O23Fe+6Na2S+17CO2，可类推NiS在还原炼时产生Ni单质、Na2S和CO2，反应的方程式为：2NiS+2Na2CO3+C2Ni+2Na2S+3CO2↑；

(3)空气中含有的O2有氧化性，会将Na2S氧化为单质S；由于碳酸的酸性比硅酸的酸性强，Na2SiO3与CO2及水发生反应产生H2SiO3，难溶于水，而Na2MoO4、Na2CO3能溶于水，因此得到的滤渣成分为H2SiO3、S；

(4)钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L，Ksp(BaMoO4)=4×10-8，因此当溶液中MoO42-开始形成沉淀时，c(Ba2+)===1.0×10-7mol/L，此时由于Ksp(BaCO3)=1×10-9，溶液中c(CO32-)==0.010 mol/L，反应开始时c(CO32-)=0.10mol/L，所以c(CO32-)的去除率=(0.09mol/L÷0.10mol/L)×100%=90%；

(5)用钼酸钠溶液制备钼酸铵，要用氨水解吸、除杂后，用盐酸或硝酸将其酸化至pH=1.5～2.5，可得到钼酸铵产品。试剂a可以是NH3H2O；/p>

(6)①碳素钢在缓蚀剂中腐蚀速率最小，缓蚀效果最好，由图可知当钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比为1:1，腐蚀速率最小，效果最优；

②当浓硫酸中硫酸浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为0，原因是在室温下浓硫酸具有强的氧化性，能使碳素钢中Fe在浓硫酸中发生钝化，形成致密的保护膜，起到防止腐蚀的作用。