Question

【题目】钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上可利用多种钼矿制备钼酸钠。镍钼矿（主要含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C）是我国特有的一种多金属复杂硫化矿资源，常用来进行钾、镍等战略有色金属的提取。工业上进行选择性还原熔炼可以提取镍铁合金同时得到钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)，其主要流程如图：

已知：Na2MoO4·2H2O是白色晶体，在水中的溶解度随温度升高而增大。

（1）还原熔炼过程中发生了较多的化学变化请结合题干信息补充完整NiS发生的化学反应方程式，并配平。___

□NiS+□Na2CO3+3C+2O2___+____+___。

（2）向水浸液中通人适量CO2和空气，然后过滤，所得滤渣的主要成分为___。

（3）已知过滤所得混合液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1，c(CO32-)=0.10mol·L-1，加入Ba(OH)2固体除去CO32-。当BaMoO4开始沉淀时，CO32-的去除率是___。

（已知Ksp(BaCO3)=1×10-9，Ksp(BaMoO4)=4×10-8）

（4）从钼酸钠溶液中获取钼酸钠晶体的操作___。

（5）工业上还可以利用如图所示电解装置浸取辉钼矿（主要成分为MoS2）得到Na2MoO4和Na2SO4溶液，制备钼酸钠晶体。

①电解一段时间，电极B附近pH___（填“增大”“减小”或“不变”）；

②简述MoO42-生成的原因___。

（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，碳素钢在二种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示：

①已知：钼酸钠、月挂酰肌氨酸的相对分子质量分别为M1、M2，要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月挂酰肌氨酸的物质的量浓度比应为____；

②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是____。

Answer 1

【答案】NiS+Na2CO3+3C+2O22Ni+2Na2S+5CO2 S、H2SiO3 90% 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 增大 阳极产生Cl2使MoS2氧化为Na2MoO4 M2：M1 常温下铁遇浓硫酸钝化

【解析】

镍钼矿主要含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C，灼烧镍钼矿，MoS2燃烧，反应方程式为：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，碱性条件下，MoO3和Na2CO3溶液反应，反应方程式为MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑，然后向溶液中加入沉淀剂除去重金属离子，溶液中的溶质为Na2MoO4，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后重结晶得到Na2MoO4.2H2O。

（1）根据氧化还原反应，得失电子守恒，C元素的化合价从0价升高为+4价生成二氧化碳，Ni元素的化合价从+2价降低为0价，生成单质Ni，O元素的化合价从0价降低为-2价生成二氧化碳，反应方程式为：NiS+Na2CO3+3C+2O22Ni+2Na2S+5CO2，故答案为：NiS+Na2CO3+3C+2O22Ni+2Na2S+5CO2；

（2）SiO2是酸性氧化物，能与碱性溶液反应，水浸液中含SiO32-，通入二氧化碳后发生反应为SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；水浸液中还含S2-，通入空气被氧化生成S单质，所得到的沉淀为H2SiO3，S，故答案为：H2SiO3，S；

（3）Ksp（BaMoO4）=4×10-8，钼酸钠溶液中c（MoO42-）=0.40 molL-1，BaMoO4开始沉淀时，溶液中钡离子的浓度为：c（Ba2+）==1×10-7mol·L-1，Ksp（BaCO3）=1×10-9，溶液中碳酸根离子浓度为：c（CO32-）==1.0×10-2 mol·L-1，原溶液中c（CO32-）=0.10molL-1，碳酸根离子的去除率为：（1-）×100%=1-10%≈90%，故答案为：90%；

（4）钼酸钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，即可得到钼酸钠晶体，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

（5）①根据图可知，电极B为阴极，发生还原反应，水电离出的氢离子放电，所以电解一段时间后，B附近pH增大，故答案为：增大；

②电极A为阳极，发生氧化反应，溶液中的氯离子失去电子生成氯气，氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸将MoS2氧化生成MoO42-，故答案为：阳极产生Cl2使MoS2氧化为Na2MoO4；

（6）①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，腐蚀效果最好，，当相同时，c与M成反比，即物质的量浓度比为：M2：M1，根据故答案为：M2：M1；

②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化，起到防腐蚀作用，故答案为：常温下铁遇浓硫酸钝化；