Question

钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素，常见化合价为+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS₂)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na₂MoO₄．2H₂O)，部分流程如下：

(1)MoS₂焙烧时反应的化学方程式为_______________________；钼冶炼厂对大气产生污染的主要物质是________(填化学式)，其对环境的主要危害是_____________。

(2)操作l中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c(MoO₄^2-)=0.80mol·L^-1，c(SO₄^2-)=0.04mol· L^-1，在结晶前需加入Ba(OH)₂固体以除去溶液中的SO₄^2-。当BaMoO₄开始沉淀时，SO₄^2-的去除率是________。[K_SP(BaSO₄)=1.1×10^-10、酶(BaMoO₄)=4.0×10^-8，溶液体积变化可忽略。

(3)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，右图为各炉层固体物料的物质的量的百分组成。

①图像中纵坐标x=__________。

②焙烧炉中也会发生MoS₂与MoO₃反应生成MoO₂和SO₂的反应，该反应的化学方程式为___________________。若该反应转移6mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量为____、____mol。

(4)钼电池未来有可能代替锂电池，成为动力电池的霸主。镁钼蓄电池的总反应为：xMg+Mo₃S₄Mg_xMo₃S₄，则该电池充电时的阳极反应是__________________。

Answer

2MoS2+7O22MoO3+4SO2 SO2 形成酸雨 94.5% 64 MoS2+6MoO37MoO2+2SO2 MoO3 3 MgxMo3S4-2xe-=Mo3S4+xMg2+或MoS42x--2xe-=Mo3S4

【解析】(1)MoS2焙烧时与空气中的氧气作用生成MoO3和SO2，根据电子守恒和原子守恒得此反应的化学方程式为2MoS2+7O22MoO3+4SO2；钼冶炼厂对大气产生污染的主要物质是SO，其对环境的主要危害是形成酸雨；

(2)KSP(BaMoO4)=c(Ba2+)×c(MoO42-)=4.0×10-8，则c(Ba2+)=(4.0×10-8)÷0.80mol·L-1=5×10-8mol·L-1，KSP(BaSO4)=c(Ba2+)×c(SO42-)=1.1×10-10，则此时c(SO42-)=(1.1×10-10)÷5×10-8mol·L-1=0.22×10-2mol·L-1，则SO42-的去除率是×100%=94.5%；

(3)①设MoS2的物质的量为1mol，则第6层剩余固体：MoS2的物质的量为0.18mol，MO3的物质的量为0.18mol，根据原子守恒可知MoO2的物质的量为1mol-0.18mol-0.18mol=0.64mol，则MoO2的物质的量的百分组成64%，即x=64；

②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应，根据电子守恒、原子守恒可知该反应的化学方程式为MoS2+6MoO37MoO2+2SO2；此反应中氧化剂为MoO3，MoO3中Mo元素从+6价降为+4价，即每摩MoO3参加反应时转移2mol电子，则反应转移6mol电子，消耗的氧化剂的化学式及物质的量为MoO3、=3mol；

(4)镁钼蓄电池的总反应为：xMg+Mo3S4MgxMo3S4，充电时阳极发生氧化反应，氧化产物为Mo3S4，电极反应式为MgxMo3S4-2xe-=Mo3S4+xMg2+或MoS42x--2xe-=Mo3S4。