Question

【题目】钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)可抑制金属腐蚀。以钼精矿(主要成分为MoS2，含少量杂质)为原料，制备钼酸钠晶体的主要流程图如下图。

回答下列问题

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

在焙烧炉中，空气从炉底进入矿石经粉碎后从炉顶进入，这样处理的目的是_____________。

（2）浓氨水浸取粗产品获得(NH4)2MoO4溶液，其化学反应方程式为___________；该反应说明MoO3______（填“有”或“没有”）酸性氧化物的性质。

（3）常温下，沉钼阶段所得废液为(NH4)2SO4稀溶液。若(NH4)2SO4稀溶液的pH=a，则 =_______（用含a的代数式表示，NH3·H2O的Kb=1.8×10－5），若将此稀溶液蒸发浓缩，将_________（填“变大”“不变”或“变小”）。

（4）操作X为_________________ ，已知钼酸钠在一定温度范围内的析出物质及相应物质的溶解度如下表所示，则在操作X中应控制温度的最佳范围为________________。

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

结晶得到的母液可以在下次结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因是___。

（5）Li、MoS2 可充电电池的工作原理为 [Lix(MOS2)n附着在电极上]，则电池充电时阳极的电极反应式为_________________________ 。

Answer 1

【答案】2 7 4 2 增大固气接触面积，提高原料利用率(加快反应速率亦可) MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O 有 1.8×109-a 变大 蒸发浓缩，冷却结晶 15.5℃～100℃ 母液中的NaOH浓度越来越大，最后结晶提纯时随Na2MoO4·2H2O析出 Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+

【解析】

（1）根据电子转移数守恒与原子守恒配平氧化还原反应方程式；考虑物质的接触面积对反应速率的影响；

（2）MoO3与NH3·H2O反应生成(NH4)2MoO4，结合酸性氧化物的含义解答；

（3）根据硫酸铵水解平衡常数、水的离子积及NH3H2O的电离平衡常数分析作答；

（4）对钼酸钠溶液进行蒸发浓缩，冷却结晶可得到晶体；根据图表信息回答最适合的温度范围；结合温度对Na2MoO4的水解的影响回答；

（5）充电时阳极Lix(MoS2)n失电子发生氧化反应，根据电解原理书写其电极反应式。

（1）MoS2中S元素为-2价，Mo元素为+4价，其中化合价升高的为Mo和S，失电子数为：[(+6)-(+4)] +2[+4-(-2)] = 14，化合价降低的元素为O，得电子数为2×[0-(-2)] = 4，根据氧化还原反应化合价升降相等规律：Mo由+4价升高到+6价，S由-2价升高+4价，共升高[6-4+2×（4+2）]=14价，O由0价降低到-2价，共降低4价，最小公倍数为28；所以MoS2系数为2，O2系数7，根据原子守恒进行配平，具体如下：2MoS2+7O24SO2+ 2MoO3；在焙烧炉中，空气从炉底进入矿石经粉碎后从炉顶进入，可增大固气接触面积，提高原料利用率，加快化学反应速率，

故答案为：2；7；4；2；增大固气接触面积，提高原料利用率(或加快反应速率)；

（2）MoO3与NH3·H2O反应生成(NH4)2MoO4，化学反应方程式为MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O；酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水，发生非氧化还原反应，整个反应过程，各元素化合价均没发生变化，所以MoO3有酸性氧化物的性质；

故答案：MoO3+2NH3·H2O=(NH4)2MoO4+H2O；有。

（3）硫酸铵水解显酸性，水解平衡常数为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；若将(NH4)2SO4稀溶液蒸发浓缩，溶剂减小，浓度增大，NH4+水解能力减弱，所以将变大；

故答案：1.8×109-a；变大；

（4）根据题给图表信息可知，温度控制在15.5 ℃~100℃之间，对钼酸钠溶液进行蒸发浓缩，可以得到Na2MoO4·2H2O，然后进行过滤、洗涤、晾干等操作；因为加热，会促进Na2MoO4的水解，进行多次重复操作后，母液中的NaOH浓度越来越大，也会随着Na2MoO4·2H2O析出，

故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；15.5℃～100℃；母液中的NaOH浓度越来越大，最后结晶提纯时随Na2MoO4·2H2O析出；

（5）可充电电池的工作原理为，则电池充电时阳极的电极反应式为Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+，

故答案为：Lix(MoS2)nxe=nMoS2+xLi+。