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【题目】辉钼矿的主要成分是MoS2(Mo呈+4价),含少量SiO2以及Re的化合物等杂质。由辉钼矿可制得金属缓蚀剂钼酸钠晶体(Na2MoO4·10H2O)、催化剂Mo2C和氧化剂KReO4,其主要流程如下:

(1)焙烧辉钼矿时发生的反应及反应开始的温度(T)与真空度的关系如下图所示:(真空度P/P0表示反应时的压强与标准大气压之比)

为获得碳化钼,在真空度为0.5的条件下,适宜的反应温度应控制___________。

(2)焙烧时,生成Mo2C的反应中被还原的元素有___________(填元素符号);水洗烧结物时,洗去的物质除Na2S、Na2CO3之外,还有___________。

(3)用 NaClO2氧化MoS2时,MoS2转化为MoO42-和SO42-,写出该反应的离子方程式___________。

(4)已知钼酸钠的溶解度曲线如下图,获得Na2MoO4·10H2O的操作A为___________、___________、过滤。

(5)生成KReO4晶体的化学方程式为___________;加入KCl时,同时加入乙醇的作用是___________。

【答案】1045K≤T<1075K Mo和C Na2SiO3 2MoS2+9ClO2-+12OH- =2MoO42-+9Cl-+4SO42-+6H2O 蒸发浓缩 冷却至10℃以下结晶 NaReO4+KCl=KReO4↓+NaCl 减小KReO4的溶解度

【解析】

(1)根据反应开始时发生副反应的温度分析反应条件;

(2)根据元素化合价升高,失去电子被氧化;元素化合价降低,获得电子,被还原分析判断;

在煅烧时,除发生反应2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)外,还发生反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,根据物质的溶解性分析洗去的物质;

(3)NaClO2具有氧化性,可氧化MoS2为MoO42-和SO42-,NaClO2被还原为Cl-,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平反应方程式;

(4)根据 Na2MoO4·10H2O的溶解度在低于10℃时温度升高,溶解度增大分析;

(5)在NaReO4的溶液中加入KCl及乙醇,反应得到KReO4,说明发生了复分解反应,KReO4在乙醇中溶解度小。

(1) 在温度为1045K 时反应2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)才开始发生,但当温度高于1075K会发生副反应MoS2+2Na2CO3+4CMo+2Na2S+6CO(g)而生成Mo,实验反应温度要控制在1045K≤T<1075K;

(2)焙烧时发生2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g),反应中Mo元素的化合价由反应前的+4价变为反应后的+2价;C元素的化合价由反应前的+4价变为反应后Mo2C中的-4价、单质C的0价,化合价降低,所以被还原的元素有有Mo、C;在煅烧时,除发生2MoS2+4Na2CO3+9CMo2C+4Na2S+12C(g)反应外,原料中的杂质SiO2与Na2CO3反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,所以水洗烧结物,洗去的物质除Na2S、Na2CO3之外,还有可溶性的Na2SiO3;

要获得Na2MoO4·10H2O,必须在10℃以下结晶,否则会析出Na2MoO4·2H2O 晶体。利用KReO4溶解度小于NaReO4,可实现由NaReO4向KReO4的转化。加入乙醇可降低KReO4的溶解度,有利于KReO4晶体析出。

(3)用 NaClO2氧化MoS2时,MoS2转化为MoO42-和SO42-,NaClO2被还原为Cl-,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式:2MoS2+9ClO2-+12OH- =2MoO42-+9Cl-+4SO42-+6H2O;

(4)根据溶解度曲线可知: Na2MoO4·10H2O的溶解度在低于10℃时温度升高,溶解度增大,当温度高于10℃时,转化为Na2MoO4·2H2O,故要获得Na2MoO4·10H2O,应该进行的操作是蒸发浓缩得到10℃时的饱和溶液,然后冷却至10℃以下结晶,过滤,就可得到Na2MoO4·10HO;

(5)根据题意可知NaReO4与KCl发生复分解反应,产生溶解度小的KReO4,反应的化学方程式:NaReO4+KCl=KReO4↓+NaCl;加入KCl时,同时加入乙醇的作用是降低KReO4的溶解度。

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(2)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2:Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数,即V正=k正·c(Mb)·P(O2),V逆=k逆·c(MbO2)。37℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与P(O2)的关系如下表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]:

P(O2)

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

α(MbO2%)

50.0

67.0

80.0

85.0

88.0

90.3

91.0

①计算37℃、P(O2)为2.00kPa时,上述反应的平衡常数K=___________。

②导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[P(O2)]之间的关系式α=___________(用含有k正、k逆的式子表示)。

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称取样品150mg,在一定条件下,用0.1000mol/L的高氯酸溶液滴定(与甘氨酸1︰1发生反应),测得电压变化与滴入HClO4溶液的体积关系如下图。做空白对照实验,消耗HClO4溶液的体积为0.25mL,该样品的纯度为___________%(计算结果保留一位小数)

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