Question

（16分）钼酸钠晶体(Na₂MoO₄·2H₂O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成 分是MoS₂，含少量PbS等）制备钼酸钠晶体的部分流程如下：

（1）焙烧的过程中采用的是“逆流焙烧”的措施，则该措施的优点是：               。

（2）写出焙烧时生成MoO₃的化学方程式为：                        。

（3）写出“碱浸”反应的离子方程式：                                     。

（4）碱浸液结晶前需加入Ba(OH)₂固体以除去SO₄^2－。当BaMoO₄开始沉淀时，求SO₄^2－的去除率（写出计算过程）。已知：碱浸液中c(MoO₄^2－)=0.40mol·L^－1，c(SO₄^2－)=0.040mol·L^－1，K_sp(BaSO₄)= 1.0×10^－10、K_sp(BaMoO₄)= 4.0×10^＝8，加入Ba(OH)₂固体引起的溶液体积变化可忽略。

（5）下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果：

①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异，其原因可能是               。

②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO₄~Fe₂O₃保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO₂，则NaNO₂的作用               。

Answer

（1）增大钼精矿与空气接触，使其充分反应，提高原料的利用率 （2分）

（2）2MoS2 + 7O22MoO3 +4SO2 （3分）

（3）MoO3+CO32－= MoO42－+CO2↑ （3分）

（4）解：当BaMoO4开始沉淀时，c(Ba2+)===1.0×10－7（mol·L－1）（1分）

此时c(SO42－)==1.0×10－3（mol·L－1）（1分）

SO42－的去除率=×100%=97.5% （2分）

（5）①Cl＝有利于碳钢的腐蚀，SO42－不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；或（硫酸随着浓度的增大，氧比性增强，会使钢铁钝化，腐蚀速率减慢 ）（2分）

②替代空气中氧气起氧化剂作用 （2分）

【解析】

试题分析：（1）焙烧的过程中采用的是“逆流焙烧”可以增大钼精矿与空气接触，使其充分反应，提高原料的利用率。

（2）钼精矿主要成分是MoS2焙烧后有MoO3和SO2 生成，故一定有O2参加反应，那么反应的化学方程式为：2MoS2 + 7O2 2MoO3 +4SO2

（3）焙烧后主要物质是MoO3，加入Na2CO3后有CO2生成，再根据最后产品是Na2MoO4·2H2O ，所以还有MoO42－生成，则MoO3和Na2CO3反应的离子方程式为：MoO3+CO32－= MoO42－+CO2↑。

（4）当BaMoO4开始沉淀时，c(Ba2+)= Ksp(BaMoO4)/c (MoO42－)= 4.0×10＝8÷0.4=1.0×10－7（mol·L－1），此时c(SO42－)= Ksp(BaSO4)/ c (Ba2+)＝1.0×10－3（mol·L－1），反应消耗的c (SO42－)=0.04－1.0×10－3＝39×10－3 mol·L－1，SO42－的去除率为39×10－3÷0.04100%=97.5% 。

（5）①从图看出在盐酸中的腐蚀速率较快，酸的浓度相同时对腐蚀速率影响的应该是酸中的阴离子，说明Cl＝有利于碳钢的腐蚀，SO42－不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；②钢铁表面要形成FeMoO4~Fe2O3保护膜，钢铁就要被氧化，那么加入NaNO2的作用是替代空气中氧气起氧化剂作用 。

考点：化工流程的分析、根据条件书写化学方程式、有关溶度积的计算、化工中某些措施的作用分析。