Question

钼酸钠晶体(Na₂MoO₄•2H₂O)是白色菱形结晶体，毒性较低，对环境污染污染程度低，可作新型水处理剂和金属腐蚀抑制剂。工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的 MoS₂)制备钼酸钠的两种途径如图所示。

(1)途径Ⅰ焙烧过程中，为了提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施有___； 在该过程的主要反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为________。

(2)途径Ⅱ氧化时还有 Na₂SO₄ 生成，则反应的离子方程式为 ____________。

(3)已知途径Ⅰ的钼酸钠溶液中 c(MoO₄^2－)＝0.40 mol•L^－1，c(CO₃^2－)＝0.10 mol•L^－1。由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时，需加入 Ba(OH)₂ 固体以除去 CO₃^2－。在不损失 MoO₄^2－的情况下，CO₃^2－的最大去除率是 ____________    [已知 K_sp(BaCO₃)＝1×10^-9、K_sp(BaMoO₄)＝4.0×10^－8，忽略溶液的体积变化]。

(4)途径Ⅱ中 Na₂MoO₄ 溶液通过结晶的方法可得到 Na₂MoO₄ 晶体。母液可以循环利用，但循环一定次数后必须对母液进行处理，试解释原因 _________。

(5)途径Ⅱ比途径Ⅰ的优点有 ________________(答出两条)。

(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图。

①当硫酸的浓度大于 90%时，碳素钢腐蚀速率几乎为零，原因是________________。

②若缓释剂钼酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为 300 mg•L^－1，则缓蚀效果最好时钼酸钠(M＝206 g•mol^－1)的物质的量浓度为 ________(计算结果保留 3 位有效数字)。

Answer

充分粉碎钼精矿，加压增大氧气浓度，升高温度等 7：2 MoS2+9ClO-+6OH-==MoO42-+9Cl-+3H2O 90% 多次使用后母液中杂质的浓度增大，再次重结晶时会析出杂质影响产品纯度 过程简单、不会产生污染性气体 浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁钝化 7.28×l0-4mol•L-1

【解析】

(1)根据影响化学反应速率因素作答；途径I焙烧过程中，反应物为氧气、钼精矿，产物为二氧化硫和三氧化钼，反应方程式为：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，据此分析；

(2)途径Ⅱ氧化时MoS2与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成Na2MoO4和硫酸钠，据此分析；

(3)BaMoO4开始沉淀时，溶液中钡离子的浓度为：c(Ba2+)= =1×10-7mol/L，溶液中碳酸根离子的浓度为：c(CO32-)= mol/L =1×10-2mol/L，可算去除率；

(4)母液当然含有一定量的产品，也含有一定量的杂质，所以到一定程度时，要进行净化； (5)从操作过程和环境角度作答；

(6)①浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁钝化；

②根据图示可知，当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时，腐蚀速率最小，缓蚀效果最好，据此计算。

(1)途径I为了提高钼精矿焙烧速率，粉碎钼精矿增大接触面积，增加氧气的浓度或升高温度；途径I焙烧过程中，反应物为氧气、钼精矿，产物为二氧化硫和三氧化钼，反应方程式为：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，其中氧化剂为氧气，还原剂为MoS2，则氧化剂与还原剂物质的量之比为7：2，答案为：充分粉碎钼精矿，加压增大氧气浓度，升高温度等；7：2；

(2)途径Ⅱ氧化时MoS2与次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成Na2MoO4和硫酸钠，利用化合价升降法结合原子守恒和电荷守恒配平，发生反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-==MoO42-+9Cl-+3H2O，故答案为：MoS2+9ClO-+6OH-==MoO42-+9Cl-+3H2O；

(3) BaMoO4开始沉淀时，溶液中钡离子的浓度为：c(Ba2+)= =1×10-7mol/L，溶液中碳酸根离子的浓度为：c(CO32-)= mol/L =1×10-2mol/L，所以碳酸根离子的去除率为：1-=1-10%=90%，故答案为：90%；

(4)重结晶的目的是提纯产品，母液当然含有一定量的产品，也含有一定量的杂质，所以到一定程度时，要进行净化，因为里面的杂质含量高了，故答案为：多次使用后母液中杂质的浓度增大，再次重结晶时会析出杂质影响产品纯度；

(5)从操作过程和环境角度可知，途径Ⅱ比途径Ⅰ的优点为：过程简单、不会产生污染性气体，故答案为：过程简单、不会产生污染性气体；

(6)①浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁钝化，故当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，故答案为：浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铁钝化；

②根据图示可知，当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时，腐蚀速率最小，缓蚀效果最好，
所以钼酸钠的浓度为：150mg•L-1，1L溶液中含有的钼酸钠物质的量为：≈7.28×10-4mol，所以钼酸钠溶液的物质的量浓度为：7.28×l0-4mol•L-1，故答案为7.28×l0-4mol•L-1。