Question

辉钼矿主要含MoS₂，还含有Ca、Si、Cu、Zn、Fe等元素。利用辉钼矿制备仲钼酸铵的新一代清洁生产工艺如下图所示：

回答下列问题：

（1）焙烧温度为400 ℃，MoS₂转化为CaMoO₄和CaSO₄，则反应中每摩 MoS₂转移的电子数为_________。仲钼酸铵（七钼酸铵）中的阴离子是Mo₇O₂₄^n- ，则n＝_______。

（2）传统焙烧是在650 ℃下，使MoS₂直接与空气中的O₂反应生成MoO₃和SO₂。图示清洁生产工艺加入CaCO₃的优点是______________。

（3）溶浸时，CaMoO₄发生复分解反应的化学方程式是___________。循环渣的主要成分是CaCO₃，则外排渣主要是________和Cu、Zn、Fe的硫化物。

（4）已知：常温下K_sp(CaCO₃)＝2.8×10^-9，K_sp(CaSO₄)＝9.1×10^-6。在(NH₄)₂SO₄母液中添加循环渣（CaCO₃），可以使硫酸铵转化为碳酸铵（返回溶浸循环使用），原因是_______。

（5）电氧化分解钼精矿时，用惰性电极电解钼精矿和NaCl的混合浆液，电解槽无隔膜，控制溶液pH＝9。阴极生成物为________，混合浆液中，阳极产物转化生成的NaClO氧化MoS₂生成MoO₄^2- 和SO₄^2- 的离子方程式是______________。

Answer

18 mol或18NA 6 能耗低，无SO2排放造成的环境污染 CaMoO4＋(NH4)2CO3 = (NH4)2MoO4＋CaCO3 SiO2 硫酸铵溶液中NH4+水解显酸性，促进CaCO3溶解 H2（或氢气） 9ClO－＋MoS2＋6OH－ = MoO42-＋2SO42-＋9Cl－＋3H2O

【解析】

辉钼矿与碳酸钙混合在空气中焙烧，MoS2转化为CaMoO4和CaSO4，其他杂质元素转化为相应的氧化物，之后溶浸并加入碳酸铵，CaMoO4与(NH4)2CO3发生复分解反应转化为(NH4)2MoO4和碳酸钙，硫酸钙转化为碳酸钙，再加入硫化铵得到杂质金属元素的硫化物沉淀以及SiO2，分离沉淀，其中碳酸钙可循环使用；之后向滤液中加入HCl调节pH为6得到仲钼酸铵沉淀。

(1) MoS2中S为-1价，Mo为+2价，产物CaMoO4和CaSO4中Mo为+6价，S为+6价， MoS2中各元素共升高18价，所以反应中每摩 MoS2转移的电子数为18NA；Mo7O24n- 中Mo为+6价，O为-2价，所以n=2×24-7×6=6；

(2)传统焙烧温度高，能耗高，产生污染物SO2，图示流程焙烧温度400℃，能耗较低，且无SO2排放造成的环境污染；

(3)溶浸时加入的物质为(NH4)2CO3，根据复分解反应的特点可知方程式应为CaMoO4＋(NH4)2CO3 = (NH4)2MoO4＋CaCO3；辉钼矿中的杂质元素有Ca、Si、Cu、Zn、Fe等，焙烧时杂质元素生成相应的氧化物，溶浸后Ca最终转化为碳酸钙沉淀，溶浸后又加入硫化铵，所以Cu、Zn、Fe转化为相应的硫化物沉淀，SiO2不溶于酸，所以外排渣主要是SiO2和Cu、Zn、Fe的硫化物；

(4)硫酸铵溶液中NH4+水解显酸性，促进CaCO3溶解，所以在(NH4)2SO4母液中添加循环渣(CaCO3)，可以使硫酸铵转化为碳酸铵；

(5)电解槽无隔膜，所以电解时阴极水电离出的氢离子放电生成氢气；阳极氯离子放电生成氯气，溶液显碱性，氯气反应生成次氯酸根，NaClO氧化MoS2生成MoO42- 和SO42-，MoS2整体化合价升高18价，ClO－转化为Cl－降低2价，结合电子守恒和元素守恒可得离子方程式为：9ClO－＋MoS2＋6OH－= Mo42-＋2SO42-＋9Cl－＋3H2O。