Question

二硫化钼(MoS₂， 其中Mo的化合价为+4)被誉为“固体润滑剂之王”，利用低品质的辉钼矿(含MoS₂、SiO₂ 以及CuFeS₂等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如下：

回答下列问题：

(1)“酸浸”中加入氢氟酸是为了除去杂质SiO₂，该反应的化学方程式为___________。

(2)在“氧化焙烧”过程中主要是将MoS₂转化为MoO₃，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(3)若氧化焙烧产物产生烧结现象，在“氨浸”前还需进行粉碎处理，其目的是_________，“氨浸”后生成( NH₄)₂ MoO₄反应的化学方程式为___________。

(4)向“氨浸”后的滤液中加入Na₂S后，钼酸铵转化为硫代钼酸铵[(NH₄)₂MoS₄]，加入盐酸后，(NH₄)₂ MoS₄与盐酸反应生成MoS₃沉淀，沉淀反应的离子方程式为_________________。

(5)高纯MoS₂中仍然会存在极微量的非整比晶体MoS_2.8等杂质，在该杂质中为保持电中性，Mo元素有+4、+6两种价态，则MoS₂中Mo⁴⁺所占Mo元素的物质的量分数为__________。

(6)钼酸钠晶体( Na₂ MoO₄ ·2H₂O)是一种无公害型冷却水系统金属缓蚀剂，可以由MoS₂制备。在制备过程中需加入Ba(OH)₂固体除去SO₄^2-，若溶液中c(MoO₄^2-)=0.4 mol/L，c(SO₄^2-)=0. 05 mol/L，常温下，当BaMoO₄即将开始沉淀时，SO₄^2-的去除率为____________ [忽略溶液体积变化。已知：259℃，Ksp( BaMoO₄)=4.0×10^-8 ， Ksp(BaSO₄₎=1.1×10^-10]。

Answer

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 7：2 增大反应物的接触面积，提高浸出速率 MoO3+2NH3•H2O=(NH4)2MoO4+H2O MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑ 1：5 97.8%

【解析】

(1)SiO2与HF反应产生SiF4、H2O；

(2)高温焙烧，MoS2与O2反应产生MoO3和SO2，结合电子守恒、原子守恒书写反应方程式，然后根据氧化还原反应规律判断物质的作用及反应时物质的量关系；

(3)“氧化培烧”进行“氨浸”前需对焙烧物进行粉碎，目的是增大反应物的接触面积，使反应充分，提高浸出速率；氨浸后生成(NH4)2MoO4同时产生水，该反应的化学方程式是MoO3+2NH3•H2O=(NH4)2MoO4+H2O；

(4)(NH4)2MoS4与盐酸反应得到MoS3沉淀和H2S气体；

(5)设在1mol的MoS2.8中Mo4+与Mo6+的物质的量分别是x和y，根据质量守恒和化合物化合价为0列式可得；

(6)根据Ksp( BaMoO4)=4.0×10-8及c(MoO42-)=0.4 mol/L计算形成BaMoO4沉淀时溶液中c(Ba2+)，再结合Ksp(BaSO4)=1.1×10-10计算溶液中c(SO42-)，最后根据去除率含义计算SO42-的去除率；

(1) 杂质SiO2与氢氟酸反应产生SiF4、H2O，反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；

(2)高温焙烧，MoS2与O2反应产生MoO3和SO2，反应方程式为：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，在该反应中Mo、S元素化合价升高，失去电子，所以MoS2作还原剂，O元素化合价降低，获得电子，被还原，O2作氧化剂，则在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7：2；

(3)“氧化培烧”进行“氨浸”前需对焙烧物进行粉碎，目的是增大反应物的接触面积，使反应充分，提高浸出速率；氨浸后生成(NH4)2MoO4和H2O，该反应的化学方程式是

MoO3+2NH3•H2O=(NH4)2MoO4+H2O；

(4)(NH4)2MoS4在溶液中应该电离出NH4+和MoS42-，MoS42-在酸性环境下生成MoS3沉淀，另外的生成物只能是H2S气体，所以离子方程式为：MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑；

(5)设在1mol的MoS2.8中Mo4+与Mo6+的物质的量分别是x和y，则x+y=1，根据化合价代数之和为0，则有4x+6y=2.8×2，解得x=0.2，y=0.8，所以该杂质中Mo4+与Mo6+的物质的量之比=0.2：(0.2+0.8)=1：5；

(6)当BaMoO4即将开始沉淀时，溶液中c(Ba2+)==1.0×10-7mol/L，由于Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，则此时溶液中SO42-的浓度为c(SO42-)=mol/L=1.1×10-3mol/L，所以SO42-的去除率为×100%=97.8%。