Question

钼（Mo）是一种重要的过渡金属元素，在电子行业有可能取代石墨烯，其化合物钼酸钠晶体（Na₂MoO₄▪2H₂O）可制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。由钼精矿（主要成分MoS₂，含有少量不反应杂质）制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如下：

（1）焙烧时，下列措施有利于使钼精矿充分反应的是________（填序号）。

a 增大钼精矿的量     b 将矿石粉碎     c 采用逆流原理混合

（2）操作1的名称是______，“碱浸”过程中反应的离子方程式为________。

（3）经“蒸发结晶”过程可得到钼酸钠晶体的粗品，要得到纯净的钼酸钠晶体，需要进行的操作2名称是_________。

（4）Mo元素有+4、+6两种价态，钼精矿中存在非整比晶体MoS_2.7，则MoS_2.7中Mo⁴⁺所占Mo元素的物质的量分数为__________。

（5）焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，如图为各炉层固体物料的物质的量的百分组成。图像中纵坐标x =_____。

（6）在实际生产中会有少量SO₄^2－生成，用固体Ba（OH）₂除去。在除SO₄^2－前测定碱浸液中c(MoO₄^2－)=0.80mol·L^－1， c(SO₄^2－)=0.04mol·L^－1，当BaMoO₄开始沉淀时，SO₄^2－的去除率为94.5％，则K_sp(BaMoO₄)=_________。[ K_sp(BaSO₄)= 1.1×10^－10，溶液体积变化、温度变化可忽略。]

Answer

bc 过滤 MoO3+CO32-＝MoO42-+CO2↑ 重结晶 0.3 16 4.0×10－8

【解析】

灼烧钼精矿，MoS2燃烧，反应方程式为2MoS2+7O22MoO3+4SO2，碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应，反应方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，经过过滤操作除去不反应的杂质，溶液中的溶质为Na2MoO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后重结晶得到Na2MoO4•2H2O。将过滤后的溶液足量HCl，将Na2MoO4转化为H2MoO4，H2MoO4高温下发生分解生成MoO3，MoO3高温下被氢气还原为金属钼，据此分析解答相关问题。

(1)焙烧时，使钼精矿充分反应的即提高原料的利用率，使原料尽可能全部转化，则可以粉碎原料，增大原料与氧气的接触面积，还可以将焙烧后的原料循环再次煅烧，故答案选bc；

(2)根据分析，操作1的名称是过滤，除去矿石中不参与反应的杂质物质，“碱浸”过程中反应的离子方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑；

(3)根据制备流程分析，经“蒸发结晶”过程可得到钼酸钠晶体的粗品，要得到纯净的钼酸钠晶体，需要进行的操作2名称是重结晶；

(4)设MoS2.7的物质的量为1mol，其中+4、+6两种价态的Mo的物质的量分别为xmol和ymol，则Mo的物质的量为1mol=xmol+ymol，再根据MoS2.7化合价为零，则4x+6y+(-2)×2.7=0，解方程组可得：x=0.3，y=0.7，则MoS2.7中Mo4+所占Mo元素的物质的量分数为=0.3；

(5)焙烧钼精矿反应方程式为2MoS2+7O22MoO3+4SO2，由图可知，6层中存在的固体物质分别为MoS2、MoO3、MoO2，图象分析MoO2的物质的量百分比为68%，根据Mo元素守恒，则MoS2、MoO3的物质的量百分比均为16%，则x为16；

(6)在实际生产中会有少量SO42－生成，用固体Ba(OH)2除去。在除SO42－前测定碱浸液中c(MoO42－)=0.80mol·L－1，c(SO42－)=0.04mol·L－1，当BaMoO4开始沉淀时，SO42－的去除率为94.5％，即溶液中剩余c(SO42－)= 0.04mol·L－1×(1-94.5％)=0.0022 mol·L－1，Ksp(BaSO4)= 1.1×10－10= c(SO42－)×c(Ba2+)，c(Ba2+)==5×10-8 mol·L－1，则Ksp(BaMoO4)= c(MoO42－) ×c(Ba2+)=0.80mol·L－1×5×10-8 mol·L－1=4.0×10－8。