Question

【題目】鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)是白色菱形結(jié)晶體，毒性較低，對(duì)環(huán)境污染污染程度低，可作新型水處理劑和金屬腐蝕抑制劑。工業(yè)上利用鉬精礦(主要成分是不溶于水的 MoS2)制備鉬酸鈉的兩種途徑如圖所示。

(1)途徑Ⅰ焙燒過程中，為了提高焙燒效率，除增大空氣量外還可以采用的措施有___； 在該過程的主要反應(yīng)中，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為________。

(2)途徑Ⅱ氧化時(shí)還有 Na2SO4 生成，則反應(yīng)的離子方程式為 ____________。

(3)已知途徑Ⅰ的鉬酸鈉溶液中 c(MoO42－)＝0.40 molL－1，c(CO32－)＝0.10 molL－1。由鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時(shí)，需加入 Ba(OH)2 固體以除去 CO32－。在不損失 MoO42－的情況下，CO32－的最大去除率是 ____________ [已知 Ksp(BaCO3)＝1×10-9、Ksp(BaMoO4)＝4.0×10－8，忽略溶液的體積變化]。

(4)途徑Ⅱ中 Na2MoO4 溶液通過結(jié)晶的方法可得到 Na2MoO4 晶體。母液可以循環(huán)利用，但循環(huán)一定次數(shù)后必須對(duì)母液進(jìn)行處理，試解釋原因 _________。

(5)途徑Ⅱ比途徑Ⅰ的優(yōu)點(diǎn)有 ________________(答出兩條)。

(6)鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下，碳素鋼在三種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。

①當(dāng)硫酸的濃度大于 90%時(shí)，碳素鋼腐蝕速率幾乎為零，原因是________________。

②若緩釋劑鉬酸鈉-月桂酸肌氨酸總濃度為 300 mgL－1，則緩蝕效果最好時(shí)鉬酸鈉(M＝206 gmol－1)的物質(zhì)的量濃度為 ________(計(jì)算結(jié)果保留 3 位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】充分粉碎鉬精礦，加壓增大氧氣濃度，升高溫度等 7：2 MoS2+9ClO-+6OH-==MoO42-+9Cl-+3H2O 90% 多次使用后母液中雜質(zhì)的濃度增大，再次重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)影響產(chǎn)品純度 過程簡單、不會(huì)產(chǎn)生污染性氣體 濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下能使鐵鈍化 7.28×l0-4molL-1

【解析】

(1)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素作答；途徑I焙燒過程中，反應(yīng)物為氧氣、鉬精礦，產(chǎn)物為二氧化硫和三氧化鉬，反應(yīng)方程式為：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，據(jù)此分析；

(2)途徑Ⅱ氧化時(shí)MoS2與次氯酸鈉、氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na2MoO4和硫酸鈉，據(jù)此分析；

(3)BaMoO4開始沉淀時(shí)，溶液中鋇離子的濃度為：c(Ba2+)= =1×10-7mol/L，溶液中碳酸根離子的濃度為：c(CO32-)= mol/L =1×10-2mol/L，可算去除率；

(4)母液當(dāng)然含有一定量的產(chǎn)品，也含有一定量的雜質(zhì)，所以到一定程度時(shí)，要進(jìn)行凈化； (5)從操作過程和環(huán)境角度作答；

(6)①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下能使鐵鈍化；

②根據(jù)圖示可知，當(dāng)鉬酸鈉、月桂酸肌氨酸濃度相等時(shí)，腐蝕速率最小，緩蝕效果最好，據(jù)此計(jì)算。

(1)途徑I為了提高鉬精礦焙燒速率，粉碎鉬精礦增大接觸面積，增加氧氣的濃度或升高溫度；途徑I焙燒過程中，反應(yīng)物為氧氣、鉬精礦，產(chǎn)物為二氧化硫和三氧化鉬，反應(yīng)方程式為：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，其中氧化劑為氧氣，還原劑為MoS2，則氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為7：2，答案為：充分粉碎鉬精礦，加壓增大氧氣濃度，升高溫度等；7：2；

(2)途徑Ⅱ氧化時(shí)MoS2與次氯酸鈉、氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na2MoO4和硫酸鈉，利用化合價(jià)升降法結(jié)合原子守恒和電荷守恒配平，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MoS2+9ClO-+6OH-==MoO42-+9Cl-+3H2O，故答案為：MoS2+9ClO-+6OH-==MoO42-+9Cl-+3H2O；

(3) BaMoO4開始沉淀時(shí)，溶液中鋇離子的濃度為：c(Ba2+)= =1×10-7mol/L，溶液中碳酸根離子的濃度為：c(CO32-)= mol/L =1×10-2mol/L，所以碳酸根離子的去除率為：1-=1-10%=90%，故答案為：90%；

(4)重結(jié)晶的目的是提純產(chǎn)品，母液當(dāng)然含有一定量的產(chǎn)品，也含有一定量的雜質(zhì)，所以到一定程度時(shí)，要進(jìn)行凈化，因?yàn)槔锩娴碾s質(zhì)含量高了，故答案為：多次使用后母液中雜質(zhì)的濃度增大，再次重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)影響產(chǎn)品純度；

(5)從操作過程和環(huán)境角度可知，途徑Ⅱ比途徑Ⅰ的優(yōu)點(diǎn)為：過程簡單、不會(huì)產(chǎn)生污染性氣體，故答案為：過程簡單、不會(huì)產(chǎn)生污染性氣體；

(6)①濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下能使鐵鈍化，故當(dāng)硫酸的濃度大于90%時(shí)，腐蝕速率幾乎為零，故答案為：濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，常溫下能使鐵鈍化；

②根據(jù)圖示可知，當(dāng)鉬酸鈉、月桂酸肌氨酸濃度相等時(shí)，腐蝕速率最小，緩蝕效果最好，
所以鉬酸鈉的濃度為：150mgL-1，1L溶液中含有的鉬酸鈉物質(zhì)的量為：≈7.28×10-4mol，所以鉬酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為：7.28×l0-4molL-1，故答案為7.28×l0-4molL-1。