Question

【題目】鉬(Mo)是一種過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑。鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)是一種無公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑。工業(yè)上利用鉬精礦(主要成分是MoS2，含少量的PbS等)制備鉬酸鈉晶體的主要流程如圖所示：

(1)Na2MoO4·2H2O中鉬元素的化合價是___________。結(jié)晶得到的是鉬酸鈉晶體的粗產(chǎn)品，要得到純凈的鉬酸鈉晶體，還需要進行的操作是___________(填名稱)。

(2)焙燒過程中鉬精礦發(fā)生的主要化學反應(yīng)方程式為MoS2+O2－MoO3+SO2(未配平)，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是___________。

(3)寫出“堿浸”反應(yīng)的離子方程式：_____。為了能提高該反應(yīng)速率，可采取的措施有_____。

(4)堿浸液結(jié)晶前需加入Ba(OH)2固體以除去SO42－。當BaMoO4開始沉淀時，SO42－的去除率是____________%[已知：堿浸液中c(MoO42－)=0.40mol·L－1，c(SO42－)=0.04mol·L－1，Ksp(BaSO4)=1.1×10－10、Ksp( BaMoO4)=4.0×10－8，加入Ba(OH)2固體引起的溶液體積變化可忽略。]

(5)如圖是碳鋼在鹽酸、硫酸和鉬酸鈉-月桂酰肌氨酸緩釋劑3種不同介質(zhì)中腐蝕速率的實驗結(jié)果：

①碳鋼在鹽酸和硫酸中腐蝕速率隨酸的濃度變化有明顯差異，其原因可能是___________。

②空氣中緩釋劑對碳鋼的緩蝕原理是在鋼鐵表面形成 FeMoO4-Fe2O3保護膜。密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的碳鋼管道緩蝕除需加入緩釋劑外還需加入NaNO2，NaNO2的作用是________。

Answer 1

【答案】+6價 重結(jié)晶 MoO3、SO2 MoO3 + CO32- = MoO42- + CO2↑ 將粗產(chǎn)品粉碎或適當升高溫度 97.25 Cl-有利于碳鋼的腐蝕，SO42-不利于碳鋼的腐蝕，使的碳鋼在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸；硫酸溶液隨著濃度的增大，氧化性增強，會使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢 替代空氣中氧氣起氧化劑作用

【解析】

焙燒鉬精礦，MoS2燃燒，反應(yīng)方程式為MoS2 + O2MoO3 + SO2，堿性條件下，MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為MoO3 + CO32- = MoO42- + CO2↑，然后向溶液中加入沉淀劑除去重金屬離子，溶液中的溶質(zhì)為Na2MoO4，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后重結(jié)晶得到鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)，據(jù)此分析。

(1)Na2MoO42H2O中鈉元素化合價+1價，氧元素化合價- 2價，2× (+1)+x+ (-2)×4=0，計算得到鉬元素的化合價是+6價；結(jié)晶得到的鉬酸鈉晶體是粗產(chǎn)品，要得到純凈的鉬酸鈉晶體，下一步需要進行的操作是重結(jié)晶；

(2)MoS2 + O2MoO3 + SO2反應(yīng)中氧元素化合價0價變化為-2價，硫元素化合價升高為+4價，鉬元素化合價升高為+6價，元素化合價升高被氧化，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是MoO3、SO2；

(3) “堿浸”時加入Na2CO3溶液和MoO3反應(yīng)生成二氧化碳和Na2MoO4，反應(yīng)的離子方程式為：MoO3 + CO32- = MoO42- + CO2↑，能提高該反應(yīng)速率的措施有：將粗產(chǎn)品粉碎增大接觸面積能加快反應(yīng)速率，適當增大碳酸鈉溶液的濃度反應(yīng)速率加快；適當升高溫度加快反應(yīng)速率；故答案為將粗產(chǎn)品粉碎或適當增大碳酸鈉溶液的濃度或適當升高溫度；

(4) Ksp( BaMoO4)=4.0×10－8，鉬酸鈉溶液中c(MoO42－)=0.40mol·L－1，BaMoO4開始沉淀時，溶液中鋇離子的濃度為：c(Ba2+ )=1×10-7 mol/L，Ksp(BaSO4)=1.1×10－10，溶液中硫酸根離子的濃度為：c(SO42－)=，原溶液中c(SO42－)=0.04mol·L－1，硫酸根離子的去除率為：；

(5)①由圖示數(shù)據(jù)可知，碳鋼在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸的腐蝕速度，因此可能的原因有Cl-有利于碳鋼的腐蝕，SO42-不利于碳鋼的腐蝕，使的碳鋼在鹽酸中的腐蝕速率明顯快于硫酸；硫酸濃度增大變成濃硫酸后，發(fā)生了鈍化現(xiàn)象，腐蝕速度很慢，故答案為： Cl-有利于碳鋼的腐蝕，SO42-不利于碳鋼的腐蝕(或硫酸溶液隨著濃度的增大，氧化性增強，會使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢)；

②NaNO2具有氧化性，能夠在鋼鐵表面形成FeMoO4-Fe2O3保護膜，故答案為：替代空氣中氧氣起氧化劑作用。