Question

【题目】CCTV在“新闻30分”中介绍：王者归“铼”，我国发现超级铼矿，飞机上天全靠它。铼的稳定硫化物有ReS2，稳定的氧化物有Re2O7。工业上，常从冶炼铜的废液中提取铼，其简易工艺流程如下（部分副产物省略，铼在废液中以ReO4-形式存在）：

回答下列问题：

（1）NH4ReO4（高铼酸铵）中铼元素化合价为_________________。

（2）操作A的名称是_____________。

“萃取”中萃取剂应具有的性质：______（填代号）。

①萃取剂难溶于水 ②萃取剂的密度大于水

③ReO4-在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度 ④萃取剂不和ReO4-发生反应

（3）在“反萃取”中，加入氨水、水的目的是_________________。

（4）在高温下高铼酸铵分解生成Re2O7，用氢气还原Re2O7，制备高纯度铼粉。

①写出高铼酸铵分解生成Re2O7的化学方程式_____________________。

②工业上，利用氢气还原Re2O7制备铼，根据生成铼的量计算氢气量，实际消耗H2量大于理论计算量，其原因是_____________________。

（5）工业上，高温灼烧含ReS2的矿粉，可以制备R2O7。以含ReS2的矿石原料生产48.4tRe2O7，理论上转移__________mol电子。

Answer 1

【答案】 ＋7 分液 ①③④ 萃取有机层中ReO4- 2NH4ReO42NH3↑＋H2O↑＋Re2O7 H2除作还原剂外，还作保护气、用于排尽装置内空气等合理答案 3.0×106

【解析】(1)根据正负化合价的代数和为0计算；

(2)根据流程图，用萃取剂萃取后得到含铼有机层和水层，据此分析解答；根据萃取剂选择的条件分析判断；

(3)根据流程图，经过用氨水、水作萃取剂进行反萃取后可以得到富铼溶液分析解答；

(4)依题意，高铼酸铵分解是非氧化还原反应，据此书写方程式；联系氢气还原氧化铜实验解答；

(5)根据4ReS2＋15O22Re2O7＋8SO2，结合氧化还原反应的规律计算。

(1)NH4ReO4(高铼酸铵)中N为-3价，H为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，铼元素化合价为+7价，故答案为：+7；

(2)根据流程图，用萃取剂萃取后得到含铼有机层和水层，分离的方法为分液，“萃取”中萃取剂应具有的性质：萃取剂难溶于水；ReO4-在萃取剂中的溶解度大于在水中的溶解度；萃取剂不和ReO4-发生反应，故答案为：分液；①③④；

(3)反萃取指用氨水、水作萃取剂，可以将有机层中ReO4-夺出来，分离出水层和有机层，ReO4-进入水溶液，故答案为：萃取有机层中ReO4-；

(4)①依题意，高铼酸铵分解是非氧化还原反应，生成七氧化二铼外，还有水、氨气，反应的化学方程式为2NH4ReO42NH3↑＋H2O↑＋Re2O7，故答案为：2NH4ReO42NH3↑＋H2O↑＋Re2O7；

②工业上，利用氢气还原Re2O7制备铼，氢气起三个作用：作还原剂、作保护气、用氢气排空气，因此根据生成铼的量计算氢气量，实际消耗H2量大于理论计算量，故答案为：H2除作还原剂外，还作保护气、用于排尽装置内空气；

(5)4ReS2＋15O22Re2O7＋8SO2，生成1 mol Re2O7时，转移30 mol电子。n(Re2O7)＝＝1.0×105 mol，转移电子的物质的量：n(e-)＝3.0×106 mol，故答案为：3.0×106。