Question

金屬鉬（Mo）是人體及動植物必需的微量元素，也可以增強合金的某些機械性能和耐腐蝕性，圖1是模擬化工生產中制備金屬鉬的實驗流程圖（已知鉬酸為難溶于水和酸的黃色晶體）：
請回答下列問題：

（1）步驟②和③反應完成后都要進行的操作是

 

；步驟④用于盛放鉬酸的儀器名稱為

 

．
（2）在灼燒輝鉬礦時發(fā)生化學反應：2MoS₂+7O₂

灼燒  .

2MoO₃+4SO₂，當有1mol MoS₂反應時，還原劑失去電子的物質的量為

 

；步驟②中發(fā)生反應的離子方程式

 

．
（3）若實驗需要480mL 2mol/L的稀硝酸，則配制時需要用量筒取

 

mL63%的濃硝酸（密度ρ=1.4g/cm³），所有儀器除量筒外還有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和

 

．
（4）步驟⑥吸收尾氣生成銨鹽的化學方程式為

 

，檢驗該銨鹽中陰離子所需要的試劑為

 

．
（5）若選用如圖2裝置完成步驟⑤的反應，同時檢驗該反應的氧化產物．
①實驗步驟如下：連接好儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品，打開分液漏斗活塞

 

→

 

→

 

→

 

（請按正確的先后順序填入下列步驟的代號）．
a．收集氣體并檢驗其純度     b．停止加熱，充分冷卻
c．加熱反應一段時間        d．關閉分液漏斗活塞，停止通氫氣
②裝置C中所盛的試劑是

 

（填試劑名稱）；證明裝置B中已經發(fā)生反應的現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：輝鉬礦（主要成分是MoS₂）在空氣中燃燒生成MoO₃和SO₂，尾氣含SO₂用濃氨水吸收，并通入氧氣生成硫酸銨；MoO₃加濃氨水生成鉬酸銨溶液，過濾除去雜質，在鉬酸銨溶液中加足量硝酸，生成鉬酸，鉬酸為難溶于水和酸的黃色晶體，過濾得到鉬酸晶體高溫分解生成MoO₃，在高溫條件下用氫氣還原得到金屬鉬；
（1）步驟②和③反應完成后都要進行的操作是分離固體和液體混合物；步驟④是高溫分解鉬酸；
（2）2MoS₂+7O₂

灼燒  .

2MoO₃+4SO₂，根據當有1mol MoS₂反應時，消耗的氧氣的物質的量計算轉移電子的物質的量；MoO₃與濃氨水反應生成鉬酸銨；
（3）若實驗需要480mL 2mol/L的稀硝酸，需要用500ml容量瓶配制，根據物質的量守恒計算濃硝酸的體積；
（4）SO₂用濃氨水吸收，并通入氧氣生成硫酸銨；檢驗硫酸根離子用稀鹽酸和氯化鋇溶液；
（5）用鋅與稀硫酸反應生成氫氣，再濃硫酸干燥，然后再加熱條件下還原MoO₃，最后用無水硫酸銅檢驗生成的水；

解答： 解：輝鉬礦（主要成分是MoS₂）在空氣中燃燒生成MoO₃和SO₂，尾氣含SO₂用濃氨水吸收，并通入氧氣生成硫酸銨；MoO₃加濃氨水生成鉬酸銨溶液，過濾除去雜質，在鉬酸銨溶液中加足量硝酸，生成鉬酸，鉬酸為難溶于水和酸的黃色晶體，過濾得到鉬酸晶體高溫分解生成MoO₃，在高溫條件下用氫氣還原得到金屬鉬；
（1）步驟②和③反應完成后都要進行的操作是分離固體和液體混合物，所以操作名稱為過濾；步驟④是高溫分解鉬酸，則所用的儀器為坩堝；
故答案為：過濾；坩堝；
（2）2MoS₂+7O₂

灼燒  .

2MoO₃+4SO₂，當有1mol MoS₂反應時，消耗的氧氣的物質的量問3.5mol，則轉移電子的物質的量為3.5mol×4=14mol；MoO₃與濃氨水反應生成鉬酸銨，其反應的離子方程式為：2NH₃?H₂O+MoO₃═2NH₄⁺+MoO₄^2-+H₂O；
故答案為：14mol；2NH₃?H₂O+MoO₃═2NH₄⁺+MoO₄^2-+H₂O；
（3）質量分數(shù)為65%、密度為1.4g/cm³的濃硝酸的濃度為：c=

1000×1.4×65%

63

mol/L=14.4mol/L，若實驗需要480mL 2mol/L的稀硝酸，需要用500ml容量瓶配制，則2mol/L的稀硝酸的體積為500ml，溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，則：C_濃?V_濃=C_稀?V_稀，14.4mol/L×V_濃=2mol/L×0.5L
解得：V_濃=0.0714L=71.4ml；
故答案為：71.4；500ml容量瓶；
（4）SO₂用濃氨水吸收，并通入氧氣生成硫酸銨，其反應的化學方程式為：4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O；檢驗硫酸根離子應該先用稀鹽酸排除干擾離子，再加氯化鋇溶液，若有白色沉淀，則說明有硫酸根離子；
故答案為：4NH₃?H₂O+2SO₂+O₂═2（NH₄）₂SO₄+2H₂O；稀鹽酸和氯化鋇溶液；
（5）用鋅與稀硫酸反應生成氫氣，再濃硫酸干燥，然后再加熱條件下還原MoO₃，最后用無水硫酸銅檢驗生成的水；
①實驗步驟如下：連接好儀器，檢查裝置氣密性，裝入藥品，打開分液漏斗活塞，收集氫氣并檢驗其純度，然后加熱B裝作反應一段時間，停止加熱，繼續(xù)通氫氣，充分冷卻，然后關閉分液漏斗活塞，停止通氫氣，則操作順序為a→c→b→d；
故答案為：a、c、b、d；
②裝置C中所盛的試劑是用于干燥氫氣，則試劑為濃硫酸；氫氣還原MoO₃生成水蒸氣，使無水硫酸銅變藍色；
故答案為：濃硫酸；無水硫酸銅變藍色．

點評：本題考查了物質的制備方案設計，主要考查了離子方程式、化學方程式的書寫、氧化還原反應、物質的分離、物質的檢驗等知識點，難度較大，側重于考查學生的實驗能力和對基礎知識的綜合應用能力．