Question

【題目】鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)可抑制金屬腐蝕。以鉬精礦(主要成分為MoS2，含少量雜質(zhì))為原料，制備鉬酸鈉晶體的主要流程圖如下圖。

回答下列問(wèn)題

（1）完成下列反應(yīng)：_____MoS2+ _____O2_____SO2+ _____MoO3

在焙燒爐中，空氣從爐底進(jìn)入礦石經(jīng)粉碎后從爐頂進(jìn)入，這樣處理的目的是_____________。

（2）濃氨水浸取粗產(chǎn)品獲得(NH4)2MoO4溶液，其化學(xué)反應(yīng)方程式為___________；該反應(yīng)說(shuō)明MoO3______（填“有”或“沒(méi)有”）酸性氧化物的性質(zhì)。

（3）常溫下，沉鉬階段所得廢液為(NH4)2SO4稀溶液。若(NH4)2SO4稀溶液的pH=a，則 =_______（用含a的代數(shù)式表示，NH3·H2O的Kb=1.8×10－5），若將此稀溶液蒸發(fā)濃縮，將_________（填“變大”“不變”或“變小”）。

（4）操作X為_________________ ，已知鉬酸鈉在一定溫度范圍內(nèi)的析出物質(zhì)及相應(yīng)物質(zhì)的溶解度如下表所示，則在操作X中應(yīng)控制溫度的最佳范圍為________________。

溫度(℃)	0	4	9	10	15.5	32	51.5	100	＞100
析出物質(zhì)	Na2MoO4·10H2O				Na2MoO4·2H2O				Na2MoO4
溶解度	30.63	33.85	38.16	39.28	39.27	39.82	41.27	45.

結(jié)晶得到的母液可以在下次結(jié)晶時(shí)重復(fù)使用，但達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理，原因是___。

（5）Li、MoS2 可充電電池的工作原理為 [Lix(MOS2)n附著在電極上]，則電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_________________________ 。

Answer 1

【答案】2 7 4 2 增大固氣接觸面積，提高原料利用率(加快反應(yīng)速率亦可) MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O 有 1.8×109-a 變大 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶 15.5℃～100℃ 母液中的NaOH濃度越來(lái)越大，最后結(jié)晶提純時(shí)隨Na2MoO4·2H2O析出 Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+

【解析】

（1）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒與原子守恒配平氧化還原反應(yīng)方程式；考慮物質(zhì)的接觸面積對(duì)反應(yīng)速率的影響；

（2）MoO3與NH3·H2O反應(yīng)生成(NH4)2MoO4，結(jié)合酸性氧化物的含義解答；

（3）根據(jù)硫酸銨水解平衡常數(shù)、水的離子積及NH3H2O的電離平衡常數(shù)分析作答；

（4）對(duì)鉬酸鈉溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶可得到晶體；根據(jù)圖表信息回答最適合的溫度范圍；結(jié)合溫度對(duì)Na2MoO4的水解的影響回答；

（5）充電時(shí)陽(yáng)極Lix(MoS2)n失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)電解原理書寫其電極反應(yīng)式。

（1）MoS2中S元素為-2價(jià)，Mo元素為+4價(jià)，其中化合價(jià)升高的為Mo和S，失電子數(shù)為：[(+6)-(+4)] +2[+4-(-2)] = 14，化合價(jià)降低的元素為O，得電子數(shù)為2×[0-(-2)] = 4，根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降相等規(guī)律：Mo由+4價(jià)升高到+6價(jià)，S由-2價(jià)升高+4價(jià)，共升高[6-4+2×（4+2）]=14價(jià)，O由0價(jià)降低到-2價(jià)，共降低4價(jià)，最小公倍數(shù)為28；所以MoS2系數(shù)為2，O2系數(shù)7，根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平，具體如下：2MoS2+7O24SO2+ 2MoO3；在焙燒爐中，空氣從爐底進(jìn)入礦石經(jīng)粉碎后從爐頂進(jìn)入，可增大固氣接觸面積，提高原料利用率，加快化學(xué)反應(yīng)速率，

故答案為：2；7；4；2；增大固氣接觸面積，提高原料利用率(或加快反應(yīng)速率)；

（2）MoO3與NH3·H2O反應(yīng)生成(NH4)2MoO4，化學(xué)反應(yīng)方程式為MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O；酸性氧化物是指與堿反應(yīng)生成鹽和水，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程，各元素化合價(jià)均沒(méi)發(fā)生變化，所以MoO3有酸性氧化物的性質(zhì)；

故答案：MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O；有。

（3）硫酸銨水解顯酸性，水解平衡常數(shù)為Kh=Kw/Kb=c(NH3H2O)×c(H+)/c(NH4+)，所以c(NH3H2O)/c(NH4+)=Kw/[Kb×c(H+)]，c(H+)=10-amol/L，所以c(NH3H2O)/c(NH4+)=10aKw/Kb，= Kb/10aKw = 1.8×10-5/10a×10-14 =1.8×109-a；若將(NH4)2SO4稀溶液蒸發(fā)濃縮，溶劑減小，濃度增大，NH4+水解能力減弱，所以將變大；

故答案：1.8×109-a；變大；

（4）根據(jù)題給圖表信息可知，溫度控制在15.5 ℃~100℃之間，對(duì)鉬酸鈉溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，可以得到Na2MoO4·2H2O，然后進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、晾干等操作；因?yàn)榧訜幔瑫?huì)促進(jìn)Na2MoO4的水解，進(jìn)行多次重復(fù)操作后，母液中的NaOH濃度越來(lái)越大，也會(huì)隨著Na2MoO4·2H2O析出，

故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶；15.5℃～100℃；母液中的NaOH濃度越來(lái)越大，最后結(jié)晶提純時(shí)隨Na2MoO4·2H2O析出；

（5）可充電電池的工作原理為，則電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+，

故答案為：Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+。