Question

【題目】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)上可利用多種鉬礦制備鉬酸鈉。鎳鉬礦（主要含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C）是我國特有的一種多金屬復(fù)雜硫化礦資源，常用來進(jìn)行鉀、鎳等戰(zhàn)略有色金屬的提取。工業(yè)上進(jìn)行選擇性還原熔煉可以提取鎳鐵合金同時得到鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)，其主要流程如圖：

已知：Na2MoO4·2H2O是白色晶體，在水中的溶解度隨溫度升高而增大。

（1）還原熔煉過程中發(fā)生了較多的化學(xué)變化請結(jié)合題干信息補(bǔ)充完整NiS發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式，并配平。___

□NiS+□Na2CO3+3C+2O2___+____+___。

（2）向水浸液中通人適量CO2和空氣，然后過濾，所得濾渣的主要成分為___。

（3）已知過濾所得混合液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1，c(CO32-)=0.10mol·L-1，加入Ba(OH)2固體除去CO32-。當(dāng)BaMoO4開始沉淀時，CO32-的去除率是___。

（已知Ksp(BaCO3)=1×10-9，Ksp(BaMoO4)=4×10-8）

（4）從鉬酸鈉溶液中獲取鉬酸鈉晶體的操作___。

（5）工業(yè)上還可以利用如圖所示電解裝置浸取輝鉬礦（主要成分為MoS2）得到Na2MoO4和Na2SO4溶液，制備鉬酸鈉晶體。

①電解一段時間，電極B附近pH___（填“增大”“減小”或“不變”）；

②簡述MoO42-生成的原因___。

（6）鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下，碳素鋼在二種不同介質(zhì)中的腐蝕速率實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：

①已知：鉬酸鈉、月掛酰肌氨酸的相對分子質(zhì)量分別為M1、M2，要使碳素鋼的緩蝕效果最優(yōu)，鉬酸鈉和月掛酰肌氨酸的物質(zhì)的量濃度比應(yīng)為____；

②當(dāng)硫酸的濃度大于90%時，腐蝕速率幾乎為零，原因是____。

Answer 1

【答案】NiS+Na2CO3+3C+2O22Ni+2Na2S+5CO2 S、H2SiO3 90% 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥 增大 陽極產(chǎn)生Cl2使MoS2氧化為Na2MoO4 M2：M1 常溫下鐵遇濃硫酸鈍化

【解析】

鎳鉬礦主要含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C，灼燒鎳鉬礦，MoS2燃燒，反應(yīng)方程式為：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，堿性條件下，MoO3和Na2CO3溶液反應(yīng)，反應(yīng)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Na2MoO4.2H2O。

（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)，得失電子守恒，C元素的化合價從0價升高為+4價生成二氧化碳，Ni元素的化合價從+2價降低為0價，生成單質(zhì)Ni，O元素的化合價從0價降低為-2價生成二氧化碳，反應(yīng)方程式為：NiS+Na2CO3+3C+2O22Ni+2Na2S+5CO2，故答案為：NiS+Na2CO3+3C+2O22Ni+2Na2S+5CO2；

（2）SiO2是酸性氧化物，能與堿性溶液反應(yīng)，水浸液中含SiO32-，通入二氧化碳后發(fā)生反應(yīng)為SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；水浸液中還含S2-，通入空氣被氧化生成S單質(zhì)，所得到的沉淀為H2SiO3，S，故答案為：H2SiO3，S；

（3）Ksp（BaMoO4）=4×10-8，鉬酸鈉溶液中c（MoO42-）=0.40 molL-1，BaMoO4開始沉淀時，溶液中鋇離子的濃度為：c（Ba2+）==1×10-7mol·L-1，Ksp（BaCO3）=1×10-9，溶液中碳酸根離子濃度為：c（CO32-）==1.0×10-2 mol·L-1，原溶液中c（CO32-）=0.10molL-1，碳酸根離子的去除率為：（1-）×100%=1-10%≈90%，故答案為：90%；

（4）鉬酸鈉溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，即可得到鉬酸鈉晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；

（5）①根據(jù)圖可知，電極B為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，水電離出的氫離子放電，所以電解一段時間后，B附近pH增大，故答案為：增大；

②電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中的氯離子失去電子生成氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸將MoS2氧化生成MoO42-，故答案為：陽極產(chǎn)生Cl2使MoS2氧化為Na2MoO4；

（6）①根據(jù)圖示可知，當(dāng)鉬酸鈉、月桂酸肌氨酸濃度相等時，腐蝕速率最小，腐蝕效果最好，，當(dāng)相同時，c與M成反比，即物質(zhì)的量濃度比為：M2：M1，根據(jù)故答案為：M2：M1；

②當(dāng)硫酸的濃度大于90%時，腐蝕速率幾乎為零，原因是常溫下濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，會使鐵鈍化，起到防腐蝕作用，故答案為：常溫下鐵遇濃硫酸鈍化；