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【題目】二硫化鉬(MoS2, 其中Mo的化合價為+4)被譽為固體潤滑劑之王,利用低品質的輝鉬礦(MoS2SiO2 以及CuFeS2等雜質)制備高純二硫化鉬的一種生產工藝如下:

回答下列問題:

(1)“酸浸中加入氫氟酸是為了除去雜質SiO2,該反應的化學方程式為___________。

(2)氧化焙燒過程中主要是將MoS2轉化為MoO3,在該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。

(3)若氧化焙燒產物產生燒結現象,在氨浸前還需進行粉碎處理,其目的是_________,氨浸后生成( NH4)2 MoO4反應的化學方程式為___________。

(4)氨浸后的濾液中加入Na2S后,鉬酸銨轉化為硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4],加入鹽酸后,(NH4)2 MoS4與鹽酸反應生成MoS3沉淀,沉淀反應的離子方程式為_________________。

(5)高純MoS2中仍然會存在極微量的非整比晶體MoS2.8等雜質,在該雜質中為保持電中性,Mo元素有+4、+6兩種價態(tài),則MoS2Mo4+所占Mo元素的物質的量分數__________。

(6)鉬酸鈉晶體( Na2 MoO4 2H2O)是一種無公害型冷卻水系統金屬緩蝕劑,可以由MoS2制備。在制備過程中需加入Ba(OH)2固體除去SO42-,若溶液中c(MoO42-)=0.4 mol/L,c(SO42-)=0. 05 mol/L,常溫下,當BaMoO4即將開始沉淀時,SO42-的去除率為____________ [忽略溶液體積變化。已知:259℃,Ksp( BaMoO4)=4.0×10-8 , Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]。

【答案】SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 72 增大反應物的接觸面積,提高浸出速率 MoO3+2NH3H2O=(NH4)2MoO4+H2O MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑ 15 97.8%

【解析】

(1)SiO2HF反應產生SiF4、H2O;

(2)高溫焙燒,MoS2O2反應產生MoO3SO2,結合電子守恒、原子守恒書寫反應方程式,然后根據氧化還原反應規(guī)律判斷物質的作用及反應時物質的量關系;

(3)“氧化培燒進行氨浸前需對焙燒物進行粉碎,目的是增大反應物的接觸面積,使反應充分,提高浸出速率;氨浸后生成(NH4)2MoO4同時產生水,該反應的化學方程式是MoO3+2NH3H2O=(NH4)2MoO4+H2O;

(4)(NH4)2MoS4與鹽酸反應得到MoS3沉淀和H2S氣體;

(5)設在1molMoS2.8Mo4+Mo6+的物質的量分別是xy,根據質量守恒和化合物化合價為0列式可得;

(6)根據Ksp( BaMoO4)=4.0×10-8c(MoO42-)=0.4 mol/L計算形成BaMoO4沉淀時溶液中c(Ba2+),再結合Ksp(BaSO4)=1.1×10-10計算溶液中c(SO42-),最后根據去除率含義計算SO42-的去除率;

(1) 雜質SiO2與氫氟酸反應產生SiF4H2O,反應方程式為SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

(2)高溫焙燒,MoS2O2反應產生MoO3SO2,反應方程式為:2MoS2+7O22MoO3+4SO2,在該反應中Mo、S元素化合價升高,失去電子,所以MoS2作還原劑,O元素化合價降低,獲得電子,被還原,O2作氧化劑,則在該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為72;

(3)“氧化培燒進行氨浸前需對焙燒物進行粉碎,目的是增大反應物的接觸面積,使反應充分,提高浸出速率;氨浸后生成(NH4)2MoO4H2O,該反應的化學方程式是

MoO3+2NH3H2O=(NH4)2MoO4+H2O;

(4)(NH4)2MoS4在溶液中應該電離出NH4+MoS42-MoS42-在酸性環(huán)境下生成MoS3沉淀,另外的生成物只能是H2S氣體,所以離子方程式為:MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑;

(5)設在1molMoS2.8Mo4+Mo6+的物質的量分別是xy,則x+y=1,根據化合價代數之和為0,則有4x+6y=2.8×2,解得x=0.2y=0.8,所以該雜質中Mo4+Mo6+的物質的量之比=0.2(0.2+0.8)=15;

(6)BaMoO4即將開始沉淀時,溶液中c(Ba2+)==1.0×10-7mol/L,由于Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,則此時溶液中SO42-的濃度為c(SO42-)=mol/L=1.1×10-3mol/L,所以SO42-的去除率為×100%=97.8%。

練習冊系列答案
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(1)寫出下列物質的化學式:

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