Question

钼酸钠(Na₂MoO₄)是一种冷却水系统的金属缓蚀剂，工业上利用钼精矿(主要成分为MoS₂)制备金属钼和钼酸钠晶体的流程如下图所示。

回答下列问题：

(1)如果在空气中焙烧1mol MoS₂时，S转移12mol电子，则MoS₂中钼元素的化合价为____；焙烧产生的尾气对环境的主要危害是___。

(2)若在实验室中进行操作2，则从钼酸钠溶液中得到钼酸钠晶体的操作步骤是_，过滤、洗涤、干燥。

(3)钼精矿中MoS₂含量的测定：取钼精矿16g，经在空气中焙烧、操作1、操作2得到钼酸钠晶体(Na₂MoO₄·2H₂O)12.1g(假设各步的转化率均为100%)，钼精矿中MoS₂的质量分数为_________。(已知MoS₂的相对分子质量为160，Na₂MoO₄·2H₂O的相对分子质量为242)。

(4)操作3硫元素被氧化为最高价，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)的装置如图所示。b电极上的电极反应式为____________。

(6)某温度下，BaMoO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，该温度下BaMoO₄的K_sp的值为____。

Answer

+4 形成酸雨 加热浓缩(或蒸发浓缩)、冷却结晶 50％ MoS2+6OHˉ+9ClO-=+2+9Clˉ+3H2O Mo-6eˉ+8OHˉ=+4H2O 4×10-8

【解析】

制备钼酸钠：钼精矿(主要成分为MoS2)在空气中焙烧得到MoO3，根据S元素的价态变化规律可知S元素被氧化成二氧化硫；然后MoO3用NaOH溶液溶解，过滤分离出难溶物，得到Na2MoO4溶液；经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2MoO4.2H2O；

制备钼单质：钼精矿(主要成分为MoS2)经碱浸并用NaClO氧化，过滤得到Na2MoO4溶液，加入足量硫酸得到钼酸沉淀，过滤后经高温灼烧得到MoO3，氢气还原MoO3得到Mo。

(1)如果在空气中焙烧1molMoS2时，S转移12mol电子，根据电子守恒：(+4-x)×2=12，解得x=-2，所以MoS2中硫元素为-2价，钼元素的化合价为+4；焙烧的产物除MoO3外的另一种是SO2，产生的尾气对环境的主要危害是形成酸雨；

(2)在实验室中进行操作2，从钼酸钠溶液中得到钼酸钠晶体的操作步骤是加热浓缩(或蒸发浓缩)、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥；

(3)设钼精矿中MoS2的质量分数为w，根据元素守恒可得关系式

所以160:16w=242:12.1g，解得w=0.5，所以钼精矿中MoS2的质量分数为50％；

(4)根据题意可知NaClO将MoS2 氧化生成和，自身被还原成Clˉ，MoS2整体化合价升高18价，NaClO降低2价，所以二者的系数比为1:9，再结合元素可得发生反应的离子方程式为MoS2+6OHˉ+9ClOˉ=+2+9Clˉ+3H2O；

(5)b与电源正极相连，为阳极，所以钼得电子发生氧化反应，在碱性环境中生成Na2MoO4，根据电荷守恒和电子守恒可得电极反应式为Mo-6eˉ+8OHˉ=+4H2O；

(6)据图可知c(Ba2＋)= 2×10－4mol/L时，c()==2×10－4mol/L，所以BaMoO4的Ksp=c(Ba2＋)c()==2×10－4×2×10－4= 4×10－8；