Question

钼及其化合物正越来越多的受到人们的关注 ，其中钼酸钠(Na₂MoO₄)可溶于水，是一种重要的金属缓蚀剂；钼酸钙(CaMoO₄)微溶于水，常用作钼合金添加剂；钼酸属于弱酸，微溶于水，常用于制取高纯同多酸盐。工业上利用辉钼矿(主要成分为MoS₂)制备金属钼和钼酸钠晶体的流程如图所示。

回答下列问题：

(1)辉钼矿在空气中焙烧时，加入X是为了减少空气污染，焙烧后Mo元素以CaMoO₄存在，则X是________；焙烧时发生反应的化学方程式为__________。

(2)已知25℃时，钼酸钙的K_sp＝1.6×10^-5，则钼酸钙在该温度下的溶解度为_______g/100g水，但钼酸钙实际溶解度比计算值大许多，其原因是_______，操作2中得到的钼酸钠晶体中常混有Y，进一步提纯钼酸钠晶体的方法为__________。

(3)辉钼矿中MoS₂含量测定：取辉钼矿0.2500g，经在空气中焙烧、操作1、操作2得到钼酸钠晶体0.1210g(Mr＝242g/mol)，辉钼矿中MoS₂的质量分数不低于______%。

(4)操作3发生反应的离子方程式为_________________。

(5)用镍、钼作电极电解浓NaOH溶液制备钼酸钠(Na₂MoO₄)的装置如下图所示。b电极的材料为______(填“镍”或“钼”)，电极反应为___________。

Answer

CaCO3或CaO 6CaCO3+2MoS2+9O22CaMoO4+6CO2↑+4CaSO4或6CaO+2MoS2+9O22CaMoO4+4CaSO4 0.08 钼酸根水解促进钼酸钙溶解平衡右移，溶解度增大 重结晶 32.00 MoS2+6OH-+9ClO-＝+2+9Cl-＋3H2O 钼 Mo－6e-+8OH-＝+4H2O

【解析】

根据流程图，辉钼矿的主要成分为MoS2，在空气中焙烧，加入X是为了减少空气污染，焙烧后Mo元素以CaMoO4存在，则X为氧化钙或碳酸钙，发生的反应为6CaCO3+2MoS2+9O22CaMoO4+6CO2↑+4CaSO4或6CaO+2MoS2+9O22CaMoO4+4CaSO4，钼酸钙(CaMoO4)微溶于水，烧渣的主要成分为CaMoO4和CaSO4，在烧渣中加入Y溶液，将CaMoO4溶解为Na2MoO4，经过蒸发浓缩、冷却结晶得到Na2MoO4·2H2O晶体；辉钼矿与NaOH、NaClO溶液发生氧化还原反应MoS2+OH-+ClO-＝+2+9Cl-+H2O，得到Na2MoO4溶液，在钼酸钠溶液中加足量硫酸，发生复分解反应生成钼酸和硫酸钠，钼酸属于弱酸，微溶于水，过滤得到钼酸晶体高温分解生成MoO3，在高温条件下用氢气还原得到金属钼；据此分析解答。

(1)辉钼矿在空气中焙烧时，加入X是为了减少空气污染，焙烧后Mo元素以CaMoO4存在，则X为氧化钙或碳酸钙，发生的反应为6CaCO3+2MoS2+9O22CaMoO4+6CO2↑+4CaSO4或6CaO+2MoS2+9O22CaMoO4+4CaSO4，故答案为：CaCO3或CaO；6CaCO3+2MoS2+9O22CaMoO4+6CO2↑+4CaSO4或6CaO+2MoS2+9O22CaMoO4+4CaSO4；

(2) 设钼酸钙饱和溶液中c(Ca2+)为x，则c()为x，由钼酸钙的Ksp＝1.6×10-5，解得c(Ca2+)＝ c()＝4×10-3，则1 L溶液(1 L水中)溶解CaMoO44×10-3mol，即1 000 g水中溶解CaMoO4的质量为4×10-3mol×200 g·mol-1＝0.8 g，所以1 00 g水中溶解CaMoO4 0.08 g，即钼酸钙在该温度下的溶解度为0.08g/100g水；由于钼酸根水解促进钼酸钙溶解平衡右移，溶解度增大，所以钼酸钙实际溶解度比计算值大许多；操作2中得到的钼酸钠晶体中常混有Y，可以通过重结晶的方法进一步提纯钼酸钠晶体，故答案为：0.08；钼酸根水解促进钼酸钙溶解平衡右移，溶解度增大；重结晶；

(3) 0.1210g钼酸钠晶体的物质的量为＝0.0005mol，根据6CaCO3+2MoS2+9O22CaMoO4+6CO2↑+4CaSO4，0.2500g辉钼矿中含有0.0005mol MoS2，辉钼矿中MoS2的质量分数＝×100%＝32.00%，由于部分钼酸钠溶于水损耗掉，则辉钼矿中MoS2的质量分数不低于32.00%，故答案为：32.00；

(4)操作3中辉钼矿与NaOH、NaClO溶液发生氧化还原反应生成Na2MoO4，反应的离子方程式为MoS2+6OH-+9ClO-＝+2+9Cl-＋3H2O，故答案为：MoS2+6OH-+9ClO-＝+2+9Cl-＋3H2O；

(5) 用镍、钼作电极电解浓NaOH溶液制备钼酸钠(Na2MoO4)，电解过程中Mo发生氧化反应，根据图示，b为阳极，发生氧化反应，因此b电极的材料为钼，电极反应为Mo－6e-+8OH-＝+4H2O，故答案为：钼；Mo－6e-+8OH-＝+4H2O。