Question

钼酸钠晶体（Na₂MoO₄·2H₂O）常用于制造阻燃剂和无公害冷水系统的金属抑制剂。如图是利用钼精矿（主要成分是MoS₂，含少量PbS等）为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图：

回答下列问题：

（1）提高焙烧效率的方法有__。（写出两种）

（2）“焙烧”时MoS₂转化为MoO₃，该反应过程的氧化产物是__（写化学式）。

（3）“碱浸”时含钼化合物发生的主要反应的化学方程式为__。钼精矿在碱性条件下，加入NaClO溶液，也可以制备钼酸钠，同时有SO₄^2-生成，该反应的离子方程式为___。

（4）若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na₂S，则废渣成分的化学式为__。

（5）测得“除重金属离子”中部分离子的浓度：c(MoO₄^2-)=0.40mol/L，c(SO₄^2-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO₄^2-，方法是加入Ba(OH)₂固体。假设加入Ba(OH)₂固体后溶液体积不变，当SO₄^2-完全沉淀（c(SO₄^2-)≤1.0×10^-5mol/L）时，BaMoO₄是否会析出？__。（请计算说明）[已知：K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10，K_sp(BaMoO₄)=4.0×10^-8]

（6）“重结晶”过程的具体操作是：__。

Answer

①粉碎固体颗粒；②空气大大过量 MoO3、SO2 MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑ MoS2+9ClO−+6OH−=MoO42-+9Cl−+2SO42-+3H2O PbS 当c(SO42-)=1.0×10-5mol/L，c(Ba2+)= ==1.1×10-5mol/L，c(Ba2+)×c(MoO42-)=1.1×10-5×0.40=4.4×10-6＞4.0×10-8，所以会析出BaMoO4沉淀 “结晶”得到的粗品溶解得到溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥

【解析】

据题分析工艺流程图：钼精矿经焙烧转化为MoO3，再用Na2CO3溶液处理得到Na2MoO4，用沉淀剂将重金属沉淀，过滤后所得滤液经处理进行结晶、重结晶等过程最终获得产品。

(1)可采取将钼精矿粉碎或通入过量的空气提高焙烧效率；

答案为：①粉碎固体颗粒，②空气大大过量；

(2)MoS2中Mo和S的化合价分别为+4、-2，“焙烧”时MoS2转化为MoO3和SO2，Mo和S的化合价均升高，所以，该反应过程的氧化产物是MoO3和SO2；

答案为：MoO3、SO2；

(3)根据题意分析可知，“碱浸”时MoO3和Na2CO3反应生成Na2MoO4，所以，该化学方程式为：MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑；MoS2在碱性条件下，加入NaClO溶液，也生成钼酸钠，同时有SO42-生成，Mo和S被氧化，则Cl应被还原成Cl-，根据电子守恒、电荷守恒、质量守恒，可写出该反应的离子方程式：MoS2+9ClO−+6OH−=MoO42-+9Cl−+2SO42-+3H2O；

答案为：MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑；MoS2+9ClO−+6OH−=MoO42-+9Cl−+2SO42-+3H2O；

(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S，则有反应：Pb2+ + S2- = PbS↓，所以废渣成分为PbS；

答案为：PbS；

(5)当c(SO42-)=1.0×10-5mol/L，c(Ba2+)= ==1.1×10-5(mol/L)，c(Ba2+)×c(MoO42-)=1.1×10-5×0.40=4.4×10-6＞4.0×10-8，所以会析出BaMoO4沉淀；

答案为：当c(SO42-)=1.0×10-5mol/L，c(Ba2+)= ==1.1×10-5mol/L，c(Ba2+)×c(MoO42-)=1.1×10-5×0.40=4.4×10-6＞4.0×10-8，所以会析出BaMoO4沉淀；

(6)“重结晶”过程的具体操作是：为除去“结晶”得到的粗品中的可溶性杂质，可将粗品溶解得到溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥；

答案为：“结晶”得到的粗品溶解得到溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。