Question

【題目】鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)可抑制金屬腐蝕。以鉬精礦(主要成分為MoS2，含少量雜質)為原料，制備鉬酸鈉晶體的主要流程圖如下圖。

回答下列問題

（1）完成下列反應：_____MoS2+ _____O2_____SO2+ _____MoO3

在焙燒爐中，空氣從爐底進入礦石經粉碎后從爐頂進入，這樣處理的目的是_____________。

（2）濃氨水浸取粗產品獲得(NH4)2MoO4溶液，其化學反應方程式為___________；該反應說明MoO3______（填“有”或“沒有”）酸性氧化物的性質。

（3）常溫下，沉鉬階段所得廢液為(NH4)2SO4稀溶液。若(NH4)2SO4稀溶液的pH=a，則 =_______（用含a的代數式表示，NH3·H2O的Kb=1.8×10－5），若將此稀溶液蒸發濃縮，將_________（填“變大”“不變”或“變小”）。

（4）操作X為_________________ ，已知鉬酸鈉在一定溫度范圍內的析出物質及相應物質的溶解度如下表所示，則在操作X中應控制溫度的最佳范圍為________________。

溫度(℃)	0	4	9	10	15.5	32	51.5	100	＞100
析出物質	Na2MoO4·10H2O				Na2MoO4·2H2O				Na2MoO4
溶解度	30.63	33.85	38.16	39.28	39.27	39.82	41.27	45.

結晶得到的母液可以在下次結晶時重復使用，但達到一定次數后必須凈化處理，原因是___。

（5）Li、MoS2 可充電電池的工作原理為 [Lix(MOS2)n附著在電極上]，則電池充電時陽極的電極反應式為_________________________ 。

Answer 1

【答案】2 7 4 2 增大固氣接觸面積，提高原料利用率(加快反應速率亦可) MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O 有 1.8×109-a 變大 蒸發濃縮，冷卻結晶 15.5℃～100℃ 母液中的NaOH濃度越來越大，最后結晶提純時隨Na2MoO4·2H2O析出 Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+

【解析】

（1）根據電子轉移數守恒與原子守恒配平氧化還原反應方程式；考慮物質的接觸面積對反應速率的影響；

（2）MoO3與NH3·H2O反應生成(NH4)2MoO4，結合酸性氧化物的含義解答；

（3）根據硫酸銨水解平衡常數、水的離子積及NH3H2O的電離平衡常數分析作答；

（4）對鉬酸鈉溶液進行蒸發濃縮，冷卻結晶可得到晶體；根據圖表信息回答最適合的溫度范圍；結合溫度對Na2MoO4的水解的影響回答；

（5）充電時陽極Lix(MoS2)n失電子發生氧化反應，根據電解原理書寫其電極反應式。

（1）MoS2中S元素為-2價，Mo元素為+4價，其中化合價升高的為Mo和S，失電子數為：[(+6)-(+4)] +2[+4-(-2)] = 14，化合價降低的元素為O，得電子數為2×[0-(-2)] = 4，根據氧化還原反應化合價升降相等規律：Mo由+4價升高到+6價，S由-2價升高+4價，共升高[6-4+2×（4+2）]=14價，O由0價降低到-2價，共降低4價，最小公倍數為28；所以MoS2系數為2，O2系數7，根據原子守恒進行配平，具體如下：2MoS2+7O24SO2+ 2MoO3；在焙燒爐中，空氣從爐底進入礦石經粉碎后從爐頂進入，可增大固氣接觸面積，提高原料利用率，加快化學反應速率，

故答案為：2；7；4；2；增大固氣接觸面積，提高原料利用率(或加快反應速率)；

（2）MoO3與NH3·H2O反應生成(NH4)2MoO4，化學反應方程式為MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O；酸性氧化物是指與堿反應生成鹽和水，發生非氧化還原反應，整個反應過程，各元素化合價均沒發生變化，所以MoO3有酸性氧化物的性質；

故答案：MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O；有。

（3）硫酸銨水解顯酸性，水解平衡常數為Kh=Kw/Kb=c(NH3H2O)×c(H+)/c(NH4+)，所以c(NH3H2O)/c(NH4+)=Kw/[Kb×c(H+)]，c(H+)=10-amol/L，所以c(NH3H2O)/c(NH4+)=10aKw/Kb，= Kb/10aKw = 1.8×10-5/10a×10-14 =1.8×109-a；若將(NH4)2SO4稀溶液蒸發濃縮，溶劑減小，濃度增大，NH4+水解能力減弱，所以將變大；

故答案：1.8×109-a；變大；

（4）根據題給圖表信息可知，溫度控制在15.5 ℃~100℃之間，對鉬酸鈉溶液進行蒸發濃縮，可以得到Na2MoO4·2H2O，然后進行過濾、洗滌、晾干等操作；因為加熱，會促進Na2MoO4的水解，進行多次重復操作后，母液中的NaOH濃度越來越大，也會隨著Na2MoO4·2H2O析出，

故答案為：蒸發濃縮，冷卻結晶；15.5℃～100℃；母液中的NaOH濃度越來越大，最后結晶提純時隨Na2MoO4·2H2O析出；

（5）可充電電池的工作原理為，則電池充電時陽極的電極反應式為Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+，

故答案為：Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+。