Question

（本题16分）钼酸钠晶体(Na₂MoO₄·2H₂O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成分是MoS₂，含少量PbS等）制备钼酸钠晶体的部分流程如下：
（1）焙烧的过程中采用的是“逆流焙烧”的措施，则该措施的优点是：①_______________
②____________________________
（2）写出焙烧时生成MoO₃的化学方程式为：______________________________________
（3）写出“碱浸”反应的离子方程式：　 　　　　　　　　　　
（4）重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因是　 　　　　　　　　　　。
（5）下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果：

①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异，其原因可能是　 　　________________。
②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO₄—Fe₂O₃保护膜。
密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO₂。则NaNO₂的作用是　　　_________________________________________。
③若缓释剂钼酸钠—月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·L^－1，则缓蚀效果最好时钼酸钠的物质的量浓度为　　　 　　
（6）锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为：xLi + nMoS₂Li_x(MoS₂)_n。则电池放电时的正极反应式是：___________________________________。

Answer 1

（1）①增长钼精矿与空气接触的时间，使其充分反应，提高原料的利用率 （1分）
②实现热量交换，节约能源 （1分）
（2）2MoS₂  + 7O₂ = 2MoO₃ +4 SO₂（高温）（2分）
（3）MoO₃＋CO₃^2－= MoO₄^2－＋CO₂↑ （2分）
（4）多次使用后母液中杂质的浓度增大，再次重结晶时会析出杂质影响产品纯度（2分）
（5）①Cl^－有利于碳钢的腐蚀，SO₄^2－不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；（1分）      
硫酸溶液随着浓度的增大，氧比性增强，会使钢铁钝化，腐蚀速率减慢 （1分）
②替代空气中氧气起氧化剂作用 （2分）   
③7.28×l0^－4mol·L^－1（2分）
（6）nMoS₂ + xLi⁺ + xe^- = Li_x(MoS₂)_n (2分)

试题分析：要弄懂原料及制备的产品，流程的第一步尽可能看懂。
（1）审题“逆流焙烧”在课本找到类似的是冷凝管中水流与气流的方向是相对，为的是冷却效果更好，由此可知，“逆流焙烧”当然也为了增加接触时间，提高原料利率；接触时间长，热量交换也更充分，能节约能源。
（2）先写出MoS₂  + O₂ = MoO₃ +    这一部分，可推断出另一产物为二氧化硫，利用氧化还原反应得失电子守恒和原子守恒配平。
（3）首先找到“碱浸”在流程图中的位置，注意，箭头指入的是加入的试剂，而指出的是产物，即加入Na₂CO₃，出来了CO₂，还有MoO₄^2－应从最后产物中获取信息，即MoO₃＋CO₃^2－= MoO₄^2－＋CO₂↑
（4）重结晶的目的是提纯产品，母液当然含有一定量的产品，也含有一定量的杂质，所以到一定程度时，要进行净化，因为里面的杂质含量高了。
（5）①此题一定要看懂图中横坐标与纵坐标所表示的是什么量，由图中可知，相同的酸度下，腐蚀速率不一样，可知是因为Cl^－与SO₄^2－的不同导致的；再有是Fe在浓硫酸或浓硝酸中会钝化，所以，当酸度增大时，Fe表面发生钝化也会使腐蚀速率下降。
②亚硝酸钠的作用，应从其性质去想，一是氧化性，二是强碱弱酸盐，在这里结合题目应用到其氧化性。
③由坐标图中可读出当钼酸钠—月桂酸肌氨酸浓度为150 mg/L、150mg/L时，腐蚀速率是最低的，钼酸钠的浓度由质量浓度换算成物质的量浓度即可，(150×10^-3g÷206g/mol)÷1L=7.28×l0^－4mol·L^－1
（6）放电时，正极应是发生还原反应的，从总反应式中找到发生还原反应的物质为MoS₂，而被还原的产物为Li_x(MoS₂)_n，即nMoS₂+   e- +   =Li_x(MoS₂)_n,接下来是确定电子数和Li⁺的个数，根据电荷守恒，电子数与Li⁺的个数是相等的，电极反应式也就完成了。