Question

【題目】二硫化鉬(MoS2)被譽(yù)為“固體潤(rùn)滑劑之王”，利用低品質(zhì)的輝鉬礦(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質(zhì)) 制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如下:

回答下列問(wèn)題:

（1）鉬酸銨的化學(xué)式為(NH4)2MoO4，其中Mo的化合價(jià)為______。

（2）利用聯(lián)合浸出除雜時(shí)，氫氟酸可除去的雜質(zhì)化學(xué)式為______，如改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質(zhì)的浸出效果更好，寫出氧化浸出時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式______________。

（3）加入Na2S后，鉬酸銨轉(zhuǎn)化為硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4]，寫出(NH4)2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀的離子反應(yīng)方程式_______________________。

（4）由下圖分析產(chǎn)生三硫化鉬沉淀的流程中應(yīng)選擇的最優(yōu)溫度和時(shí)間是________________。

利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時(shí)，MoS3的產(chǎn)率均下降的原因:_______________________。

（5）MoO3·H2O作為高能非水體系電池的正極材料優(yōu)于一般新型材料，某電池反應(yīng)為: MoO3·H2O+xA=AxMoO3·H2O (某文獻(xiàn)記載:式中0+為Li+、H+、K+、Na+等。A+的注入使得部分Mo6+還原為MO5+),寫出該電池以金屬鋰為負(fù)極，充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式:__________________。

（6）已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8)鉬酸鈉晶體(NaMoO4·2H20)是新型的金屬緩蝕劑，不純的鉬酸鈉溶液中若含少量可溶性硫酸鹽雜質(zhì)，可加入Ba(OH)2固體除去SO42-(溶液體積變化忽略)，則當(dāng)BaMo04開(kāi)始沉淀時(shí)，溶液中的c(MoO42-)/c(SO42-)____(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】 +6 SiO2 4FeCl3+CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S↓ MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑ 40℃，30min 溫度太低不利于H2S逸出；溫度太高，鹽酸揮發(fā)，溶液c(H+)下降，都不利于反應(yīng)正向進(jìn)行 LixMoO3·H2O-xe-=xLi++MoO3·H2O 3.6×102

【解析】(1)根據(jù)化合價(jià)原則，鉬酸銨[(NH4)2MoO4]中Mo元素的化合價(jià)為+6價(jià)。

(2)氫氟酸可與酸性氧化物SiO2反應(yīng)，所以聯(lián)合浸出除雜時(shí)，用氫氟酸除去的是SiO2雜質(zhì)；Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性，可氧化雜質(zhì)CuFeS2中的-2價(jià)的S，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCl3 +CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S↓。

(3)根據(jù)題目所述，(NH4)2MoS4屬于銨鹽，易溶于水，所以與鹽酸生成MoS3沉淀的離子方程式為MoS42-+2H+= MoS3↓+H2S↑。

(4)由圖象分析可知，在40℃時(shí)產(chǎn)率比其它溫度下都高，反應(yīng)進(jìn)行到30min時(shí)產(chǎn)率達(dá)到最大值，所以產(chǎn)生三硫化鉬沉淀的最優(yōu)溫度和時(shí)間是40℃、30min；如果溫度太低不利于H2S逸出，不利于沉淀的生成；溫度太高，鹽酸揮發(fā)，使溶液中c(H+)下降，都不利于反應(yīng)正向進(jìn)行。

(5)該電池以金屬鋰為負(fù)極，則負(fù)極反應(yīng)式為xLi-xe-=xLi+，正極反應(yīng)式可由總反應(yīng)式—負(fù)極反應(yīng)式得到，即MoO3·H2O+ xLi++ xe-=LixMoO3·H2O，根據(jù)充放電原則，當(dāng)對(duì)該電池充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)則為原電池的正極反應(yīng)的逆反應(yīng)，所以陽(yáng)極反應(yīng)式為LixMoO3·H2O-xe- = xLi++MoO3·H2O。

(6)已知BaSO4和BaMoO4的組成比相同，結(jié)合其溶度積大小，當(dāng)BaMo04開(kāi)始沉淀時(shí)，c(MoO42-) = ，而此時(shí)溶液中c(SO42-) = ，所以c(MoO42-)/c(SO42-) = 4.0×10-8/1.1×10-10 = 3.6×102。