Question

8．钼酸钠晶体（Na₂MoO₄•2H₂O）可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等，也可用于制造阻燃剂和无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂．如图所示是利用钼精矿（主要成分为MoS₂，含少量PbS等）为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图．

请回答下列问题：
（1）Na₂MoO₄中Mo的化合价为+6
（2）“焙烧”时，有MoO₃生成，反应的化学方程式为2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂，氧化产物是MoO₃、SO₂
（3）“碱浸”生成CO₂和另外一种物质，CO₂的电子式为，另外一种生成物的化学式为Na₂MoO₄
（4）若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na₂S，则废渣的成分为PbS（填化学式）
（5）测得“除重金属离子”中部分离子的浓度：c（MoO₄^2-）=0.40mol•L^-1，c（SO₄^2-）=0.04mol•L^-1．“结晶”前应先除去SO₄^2-，方法是加入Ba（OH）₂固体．假设加入Ba（OH）₂固体后溶液体积不变，当BaMoO₄开始沉淀时，去除的SO₄^2-的质量分数为97.3%．（保留小数点后一位数字）〔已知K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，K_sp（BaMoO₄）=4.0×10^-8〕
（6）在碱性条件下，将钼精矿加入NaClO溶液中，也可以制备钼酸钠．该反应的离子方程式为MoS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 灼烧钼精矿，MoS₂燃烧，反应方程式为2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂，碱性条件下，MoO₃和Na₂CO₃溶液反应，反应方程式为MoO₃+CO₃^2-=MoO₄^2-+CO₂↑，然后向溶液中加入沉淀剂除去重金属离子，溶液中的溶质为Na₂MoO₄，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后重结晶得到Na₂MoO₄.2H₂O，
（1）根据在化合物中正负化合价代数和为零计算；
（2）焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为：2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂，元素化合价升高的失去电子发生氧化反应得到氧化产物；
（3）二氧化碳使共价化合物，碳原子分别和氧原子形成两个共价键，据此书写电子式，碱性条件下，MoO₃和Na₂CO₃溶液反应生成二氧化碳和钼酸钠；
（4）除重金属离子就是出去溶液中的Pb²⁺，生成硫化铅；
（5）根据钼酸钡和硫酸钡的溶度积计算出溶液中硫酸根离子的浓度，在再计算出SO₄^2-的去除率；
（6）用NaClO在碱性条件下氧化MoO₃，得到钼酸钠和NaCl和水，同时有SO₄^2-生成，据此可写出离子反应方程式．

解答 解：（1）计算结晶水合物钼钼酸钠中元素的化合价只计算Na₂MoO₄中钼元素的化合价即可，钠元素显+1，氧元素显-2，设钼元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可知钼酸钠（Na₂MoO₄•2H₂O）中钼元素的化合价：（+1）×2+x+（-2）×4=0，则x=+6，
故答案为：+6；
（2）焙烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为：2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂，元素化合价升高的失去电子发生氧化反应得到氧化产物，反应中Mo元素化合价+2价变化为+6价，硫元素化合价-1价变化为+4价，该反应中氧化产物是MoO₃、SO₂，
故答案为：2MoS₂+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MoO₃+4SO₂；MoO₃、SO₂；
（3）二氧化碳为共价化合物，分子中存在两个碳氧双键，二氧化碳正确的电子式为：，碱性条件下，MoO₃和Na₂CO₃溶液反应生成二氧化碳和钼酸钠，化学方程式为：MoO₃+Na₂CO₃=Na₂MoO₄+CO₂↑，另一种产物为Na₂MoO₄，
故答案为：；Na₂MoO₄；
（4）由钼精矿的杂质为PbS可知，除重金属离子就是出去溶液中的Pb²⁺，因此废渣为PbS，
故答案为：PbS；
（5）BaMoO₄开始沉淀时，C（Ba²⁺）=$\frac{Ksp（BaMo{O}_{4}）}{c（Mo{O}_{4}）}$=$\frac{4.0×1{0}^{-8}}{0.40}$mol•L^-1=1.0×10^-7mol•L^-1，
故溶液中C（SO₄^2-）=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{c（B{a}^{2+}）}$=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{1.1×1{0}^{-7}}$mol•L-1=1.1×10-3mol•L^-1，
故去除的SO₄^2-的质量分数为1-$\frac{1.1×1{0}^{-3}}{0.04}$×100%=1-2.75%≈97.3%，
故答案为：97.3；
（6）ClO^-作氧化剂，将MoS₂氧化成MoO₄^2-和SO₄^2-，用NaClO在碱性条件下氧化MoO₃，发生反应的离子方程式为：MnS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O，
故答案为：MoS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O．

点评 本题考查物质的制备以及物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，题目主要涉及分离提纯的方法、物质性质的分析应用等知识，题目难度中等．