Question

金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+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)，部分流程如图1所示：

已知：钼酸微溶于水，可溶于液碱和氨水。

回答下列问题：

（1）焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_____________________________。

（2）钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________，请提出一种实验室除去该尾气的方法____________________________________。

（3）操作2的名称为________。由钼酸得到MoO₃所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。

（4）焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。

①x＝________。

②焙烧炉中也会发生MoS₂与MoO₃反应生成MoO₂和SO₂的反应，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分别为________、________。

（5）操作1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-)＝0.04 mol·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、K_sp(BaMoO₄)＝4.0×10⁻⁸，溶液体积变化可忽略不计]

Answer

2MoS2 + 7O22MoO3 + 4SO2 形成酸雨 可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可) 过滤 坩埚 64 MoO3 3mol 94.5%

【解析】

钼精矿(主要成分是MoS2)，灼烧钼精矿，反应的化学方程式为2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2，碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应，反应方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，溶液中的溶质为Na2MoO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，得到Na2MoO4·2H2O，Na2MoO4与足量盐酸反应生成钼酸，钼酸微溶于水，过滤得到钼酸，高温灼烧钼酸生成MoO3，高温下，用氢气还原MoO3得到Mo，据此分析解答。

(1)钼精矿(主要成分是MoS2)，焙烧时，MoS2发生氧化反应生成MoO3同时生成二氧化硫：2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2，故答案为：2MoS2+7O2 2MoO3+4SO2；

(2)钼精矿焙烧时排放的尾气中含有二氧化硫，会形成酸雨；二氧化硫为酸性氧化物，可用氨水或氢氧化钠溶液吸收，故答案为：形成酸雨；可用氨水或氢氧化钠溶液吸收；

(3)根据流程图，操作2是从Na2MoO4与盐酸反应后的溶液中得到钼酸，钼酸微溶于水可用过滤分离得到；由钼酸高温分解得到MoO3需要在坩埚中进行，故答案为：过滤；坩埚；

(4)①由图2可知，在第6炉层中存在的固体物质分别为MoS2、MoO3、MoO2，其中MoS2、MoO3的物质的量百分比均为18%，根据Mo元素守恒，则MoO2 的物质的量百分比为1-18%-18%=64%，则x为64；故答案为：64；

②MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应为：MoS2+6MoO3 7MoO2+2SO2，其中MoS2中Mo元素化合价不变，S元素由-2升高到+4价，被氧化，作还原剂，MoO3中Mo元素化合价由+6价降低到+4价，被还原，作氧化剂，6mol氧化剂MoO3反应转移电子12mol，若该反应转移6mol电子，则消耗的MoO33mol，故答案为：MoO3；3mol；

(5)c(MoO42-)=0.80mol•L-1，c(SO42-)=0.04mol•L-1，当BaMoO4开始沉淀时，c(Ba2+)== mol•L-1=5.0×10-8mol•L-1，此时c(SO42-)= mol•L-1=2.2×10-3mol•L-1，SO42-的去除率=×100%=94.5%，故答案为：94.5%。