Question

【题目】钴钼系催化剂主要用于石油炼制等工艺，从废钴钼催化剂（主要含有MoS2、CoS和Al2O3）中回收钴和钼的工艺流程如图：

已知：浸取液中的金属离子主要为MoO、Co2+、Al3+。

（1）钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo的化合价为___，MoS2在空气中高温焙烧产生两种氧化物：SO2和___（填化学式）。

（2）酸浸时，生成MoO的离子方程式为___。

（3）若选择两种不同萃取剂按一定比例（协萃比）协同萃取MoO和Co2+，萃取情况如图所示，当协萃比=___更有利于MoO的萃取。

（4）向有机相1中滴加氨水，发生反应的离子方程式为___。

（5）Co2+萃取的反应原理为Co2++2HRCoR2+2H+，向有机相2中加入H2SO4能进行反萃取的原因是___（结合平衡移动原理解释）。

（6）水相2中的主要溶质除了H2SO4，还有___（填化学式）。

（7）Co3O4可用作电极，若选用KOH电解质溶液，通电时可转化为CoOOH，则阳极电极反应式为___。

Answer 1

【答案】+6价 MoO3 MoO3+2H+=MoO22++H2O 4：1 MoO+4NH3·H2O=MoO+4NH+2H2O 根据Co2++2HRCoR2+2H+可知，加入H2SO4，c(H+)增大，平衡向左移动 Al2(SO4)3 Co3O4+OH-+H2O–e-=3CoOOH

【解析】

从废钴钼催化剂(主要含有MoS2、CoS和Al2O3)经过焙烧后，得到MoO3，CoO和二氧化硫，加入硫酸后，浸取液中的金属离子主要为MoO22+、Co2+、Al3+，经过萃取和分液得到有机相1和水相1，有机相1中含有MoO22+，加入氨水后得到钼酸铵溶液，经结晶后得到钼酸铵；水相1中含有Co2+、Al3+，SO42-，经萃取分液后，水相2中含有H2SO4和Al2（SO4）3，有机相2中含有Co2+、SO42-，加入硫酸后，得到水相3，加入草酸铵，得到草酸钴，加热草酸钴可以得到四氧化三钴，据此分析解答。

(1) (NH4)2MoO4中，铵根离子为+1价，O为-2价，所有元素的化合价之和为0，Mo的化合价为+6价；MoS2和氧气反应的化学方程式为：2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2，可知生成物有二氧化硫和MoO3两种氧化物；

(2) MoS2在空气中高温焙烧产生MoO3，酸浸时，生成MoO22+的离子方程式为MoO3+2H+=MoO22++H2O；

(3)根据图像，找到MoO22+最多，Co2+较少的协萃比为4:1；

(4) 有机相1中含有MoO22+，向有机相1中滴加氨水，发生反应的离子方程式为MoO+4NH3·H2O=MoO+4NH+2H2O；

(5) 根据Co2++2HRCoR2+2H+可知，加入H2SO4，c(H+)增大，平衡向左移动，能进行反萃取；

(6) 水相1中含有Co2+、Al3+，SO42-，经萃取分液后，水相2中含有H2SO4和Al2(SO4)3；

(7) Co3O4可以表示成CoOCo2O3，在碱性条件下可发生氧化反应，实质为CoO生成CoOOH，电极反应为Co3O4+OH-+H2O–e-=3CoOOH。