题目内容

【题目】钼(Mo)及其合金在冶金、农业、电气、化工、环保和宇航等重要领域有着广泛的应用和良好的前景,成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。钼酸钠晶体(Na2MoO4 ·2H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。某工厂利用钼精矿(主要成分 MoS2 )制备钼酸钠晶体和金属钼的流程如图所示:

请回答下列问题:

(1)Na2 MoO 4·2H2O 中 Mo 的化合价是 ________。

(2)已知“焙烧”过程中 MoS2 变成 MoO3,则气体 1 中对大气有污染的是 ________。

(3)“碱浸”过程中生成 Na2MoO4 的化学方程式是 ________;“结晶”的钼酸钠晶体仍含其他杂质,要得到较纯的晶体,还应采取的方法是 ________。

(4)“滤液”的主要成分是 ________。

(5)将过滤操作得到的钼酸沉淀进行高温焙烧,实验室模拟高温焙烧时用于盛放钼酸的仪器是 ________。

(6)钼酸高温焙烧的产物与 Al 在高温下发生反应的化学方程式是 ________。

(7)测得碱浸液中部分离子浓度为:c(MoO42-) =0.4 mol·L-1,c(SO42-) =0.02 mol·L-1。结晶前加入氢氧化钡固体除去SO42-,不考虑加入氢氧化钡固体后溶液体积的变化,当BaMoO4开始沉淀时,SO42- 的去除率为 ________ (保留三位有效数字)。 [已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]

【答案】+6 二氧化硫或 SO2 MoO3 + Na2CO3 =Na2MoO4 +CO2↑ 重结晶 NaCl、HCl 坩埚 2Al+MoO3Mo+Al2O3 94.5%或0.945

【解析】

钼精矿(主要成分是MoS2)制备钼酸钠及制备金属钼的主要流程,钼精矿空气中灼烧得到含二氧化硫的尾气和粗产品MoO3,加入Na2CO3溶液反应生成Na2MoO4,结晶析出得到晶体,Na2MoO4溶液加入盐酸生成钼酸,高温灼烧分解生成MoO3,MoO3在高温条件下与铝还原生成单质钼,以此解答该题。

(1)Na2 MoO 4·2H2O中钠元素化合价+1价,氧元素化合价2价,设钼元素的化合价是x价,根据化合物的代数和为0可知,2×(+1)+x+(2)×4=0,解得x = +6,即计算得到钼元素的化合价是+6价,

故答案为:+6;

(2)“焙烧”过程中MoS2变成MoO3,,S被氧化生成对大气有污染的气体,应为SO2,

故答案为:二氧化硫或SO2;

(3)加入Na2CO3溶液和MoO3反应生成二氧化碳和Na2MoO4,其反应的化学方程式为:MoO3 + Na2CO3 =Na2MoO4 +CO2 ↑,“结晶”的钼酸钠晶体仍含其他杂质,要得到较纯的晶体,应进行重结晶,

故答案为:MoO3 + Na2CO3 =Na2MoO4 +CO2 ↑;重结晶;

(4)加入过量盐酸,生成H2MoO4和NaCl,则滤液的主要成分为NaCl、HCl,

故答案为:NaCl、HCl;

(5)灼烧固体,应在坩埚中进行,

故答案为:坩埚;

(6)利用铝热反应可回收金属钼,MoO3发生铝热反应的化学方程式为:4Al+2MoO3 2Mo+2Al2O3,

故答案为:4Al+2MoO3 2Mo+2Al2O3;

(7)Ksp(BaMoO4) = 4.0×108,钼酸钠溶液中c(MoO42) = 0.4 molL1,BaMoO4开始沉淀时,溶液中钡离子的浓度为:c(Ba2+) = = 1.0×107 mol/L,又Ksp(BaSO4)=1.1×1010,则溶液中硫酸根离子的浓度为:c(SO42) = =1.1×103 mol/L,因为原溶液中硫酸根离子的浓度为0.02 molL1,故其硫酸根离子的去除率为:(1)×100%=15.5% = 94.5 %或0.945,

故答案为:94.5 %或0.945。

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