Question

11．研究發(fā)現(xiàn)鉬酸鈉可減緩金屬的腐蝕速率．工業(yè)上利用鉬精礦（主要成分是不溶于水的MoS₂，含少量重金屬化合物）制備鉬酸鈉晶體（ Na₂MoO₄•2H₂O）的途徑如圖所示：


回答下列問題：
Ⅰ．（1）下列標(biāo)志中，應(yīng)貼在保存NaClO容器上的是B．

（2）為了提高焙燒效率，除增大空氣量外還可以采用的措施有充分粉碎礦石或逆流焙燒．
（3）途徑①制備鉬酸鈉溶液，同時(shí)有SO₄^2-生成，該反應(yīng)的離子方程式為MOS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O．
（4）重結(jié)晶得到的母液可以在下次重結(jié)晶時(shí)重復(fù)使用，但達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理，原因是母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)，影響產(chǎn)品純度．
（5）“結(jié)晶”前測(cè)得部分離子濃度c（MoO₄^2-）=0.40mol/L，c（SO₄^2-）=0.04mol/L，需加入Ba（OH）₂固體除去SO₄^2-．當(dāng)BaMoO₄開始沉淀時(shí)，SO₄^2-的去除率為97.3%%．（保留三位有效數(shù)字）．
Ⅱ．（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Cl^-有利于碳鋼的腐蝕，SO₄^2-不利于碳鋼的腐蝕，使得鋼鐵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，氧比性增強(qiáng)，會(huì)使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢．
（2）若緩釋劑鉬酸鈉-月桂酰肌氨酸總濃度為300mg•L^-1，則緩蝕效果最好時(shí)鉬酸鈉的物質(zhì)的量濃度為7.28×l0^-4mol•L^-1（保留三位有效數(shù)字）．[已知：K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10、K_sp（BaMoO₄）=4.0×10^-8，加入 Ba（OH）₂固體引起溶液體積變化可忽略]．

Answer 1

分析 利用鉬精礦（主要成分是MoS₂）制備鉬酸鈉有兩種途徑：途徑①是直接用NaClO溶液在堿性條件下氧化鉬精礦得到鉬酸鈉溶液，結(jié)晶后得到鉬酸鈉晶體；途徑②是先在空氣中灼燒生成MnO₃，同時(shí)得到對(duì)環(huán)境有污染的氣體SO₂，然后再用純堿溶液溶解MnO₃，即可得到鉬酸鈉溶液，最后結(jié)晶得到鉬酸鈉晶體，
Ⅰ、（1）NaClO是一種強(qiáng)氧化劑；
（2）通�？梢栽黾涌諝獾牧魍�量、固體粉碎或逆流焙燒等措施來提高焙燒效率；
（3）途徑①用NaClO在堿性條件下氧化MoO₃，得到鉬酸鈉和NaCl和水，同時(shí)有SO₄^2-生成，據(jù)此可寫出離子反應(yīng)方程式；
（4）使用的次數(shù)較多后，母液中雜質(zhì)的濃度增大，影響產(chǎn)品純度；
（5）根據(jù)鉬酸唄和硫酸鋇的溶度積計(jì)算出溶液中硫酸根離子的濃度，在再計(jì)算出SO₄^2-的去除率；
II、（1）根據(jù)圖示數(shù)據(jù)分析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的原因；
（2）根據(jù)圖象分析，在緩蝕劑中碳鋼的腐蝕速率速率最小，腐蝕效果最好，最好的腐蝕效果在中點(diǎn)處，即鉬酸鈉的濃度150mg•L^-1，據(jù)此計(jì)算出鉬酸鈉的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：I．（1）NaClO是一種強(qiáng)氧化劑，所以貼在裝有NaClO容器上的是B，
故答案為：B；
（2）提高焙燒效率，除增大空氣量外還可以采用的措施是充分粉碎或逆流焙燒，
故答案為：充分粉碎礦石或逆流焙燒；
（3）途徑Ⅱ用NaClO在堿性條件下氧化MoO₃，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：MnS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O；
故答案為：MoS₂+9ClO^-+6OH^-=MoO₄^2-+9Cl^-+2SO₄^2-+3H₂O；
（4）由于母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)，影響產(chǎn)品純度，所以重結(jié)晶達(dá)到一定次數(shù)后必須凈化處理，
故答案為：母液中雜質(zhì)的濃度增大，重結(jié)晶時(shí)會(huì)析出雜質(zhì)，影響產(chǎn)品純度；
（5）BaMoO₄開始沉淀時(shí)，溶液中鋇離子的濃度為：c（Ba²⁺）=$\frac{4.0×1{0}^{-8}}{0.40}$molL=1×10^-7mol/L，
溶液中硫酸根離子的濃度為：c（SO₄^2-）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{1×1{0}^{-7}}$mol/L=1.1×10^-3mol/L，
硫酸根離子的去除率為：1-$\frac{1.1×1{0}^{-3}}{0.04}$×100%=1-2.75%≈97.3%；
故答案為：97.3%；
II．（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，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，SO₄^2-不利于碳鋼的腐蝕，使得鋼鐵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，氧比性增強(qiáng)，會(huì)使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢；
（2）根據(jù)圖示可知，當(dāng)鉬酸鈉、月桂酸肌氨酸濃度相等時(shí)，腐蝕速率最小，腐蝕效果最好，
所以鉬酸鈉的濃度為：150mg•L^-1，
1L溶液中含有的鉬酸鈉物質(zhì)的量為：$\frac{150×1{0}^{-3}g}{206g/mol}$≈7.28×10^-4mol，
所以鉬酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為：7.28×l0^-4mol•L^-1；
故答案為：7.28×l0^-4mol•L^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題通過制備鉬酸鈉晶體考查制備方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，注意分析題中圖示是解題關(guān)鍵，最后一問有一定的難度，容易出錯(cuò)，需要合理應(yīng)用題中數(shù)據(jù)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>