Question

【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(含MoS2、SiO2 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)在“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)向“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MoS2中Mo4+所占Mo元素的物質的量分數為__________。

(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]。

Answer 1

【答案】SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 7：2 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↑ 1：5 97.8%

【解析】

(1)SiO2與HF反應產生SiF4、H2O；

(2)高溫焙燒，MoS2與O2反應產生MoO3和SO2，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1mol的MoS2.8中Mo4+與Mo6+的物質的量分別是x和y，根據質量守恒和化合物化合價為0列式可得；

(6)根據Ksp( BaMoO4)=4.0×10-8及c(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SiF4、H2O，反應方程式為SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；

(2)高溫焙燒，MoS2與O2反應產生MoO3和SO2，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7：2；

(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和H2O，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+和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1mol的MoS2.8中Mo4+與Mo6+的物質的量分別是x和y，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=0.2，y=0.8，所以該雜質中Mo4+與Mo6+的物質的量之比=0.2：(0.2+0.8)=1：5；

(6)當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%。