Question

8．鉬酸鈉（Na₂MoO₄）具有廣泛的用途，可做新型水處理劑、優(yōu)良的金屬緩蝕劑及可用于局部過熱的循環(huán)水系統(tǒng)；Al（OH）₃在工業(yè)和醫(yī)藥上都具有重要用途．現(xiàn)從某廢鉬催化劑（主要成分MoO₃、Al₂O₃、Fe₂O₃等）中回收Na₂MoO₄和Al（OH）₃，其工藝如圖：

回答下列問題：
（1）已知MoO₃、Al₂O₃與SiO₂相似，均能在高溫下跟Na₂CO₃發(fā)生類似反應(yīng)．試寫出MoO₃與Na₂CO₃反應(yīng)的化學方程式：MoO₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂MoO₄+CO₂↑．
（2）第②步操作所后的濾液中，溶質(zhì)有Na₂MoO₄、Na₂AlO₂和過量的Na₂CO₃；檢驗第②步操作所得濾渣中含有三價鐵的方法是取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價鐵．
（3）第③步操作H₂SO₄需要適量，通常是通過測溶液的pH來調(diào)控H₂SO₄的用量；與Na₂SO₄相比，Na₂MoO₄的溶解度受溫度的影響變化較�。ㄌ睢拜^大”或“較小”）．
（4）利用鋁熱反應(yīng)可回收金屬鉬．將所得鉬酸鈉溶液用酸處理得到沉淀，再加熱可得MoO₃．寫出MoO₃發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學方程式：4Al+2MoO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Mo+2Al₂O₃．
（5）取廢鉬催化劑5.00g，加入5.30g Na₂CO₃（足量），經(jīng)上述實驗操作后，最終得到2.34g Al（OH）₃和6.39g Na₂SO₄晶體，則廢鉬催化劑中鉬元素的質(zhì)量分數(shù)為9.60%．

Answer 1

分析 MoO₃、Al₂O₃與Na₂CO₃的反應(yīng)和SiO₂與Na₂CO₃的反應(yīng)相似，加入碳酸鈉焙燒時可生成Na₂MoO₄和NaAlO₂，加入水溶解后出去雜質(zhì)，加入硫酸浸泡，可生成氫氧化鋁沉淀，過濾后濾液中存在硫酸鈉和Na₂MoO₄，二者溶解度不同，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可得到Na₂SO₄晶體和Na₂MoO₄，
（1）加入碳酸鈉焙燒時可生成Na₂MoO₄和NaAlO₂，MoO₃與Na₂CO₃反應(yīng)生成Na₂MoO₄和二氧化碳；
（2）高溫條件下，氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成Na₂AlO₂，檢驗第②步操作所得濾渣中含有三價鐵是利用鐵離子結(jié)合硫氰酸鉀溶液中硫氰酸根離子形成血紅色溶液設(shè)計實驗檢驗；
（3）溶液中加入硫酸適量避免氫氧化鋁溶解，一般利用測定溶液PH控制，轉(zhuǎn)化關(guān)系分析可知④蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉晶體和Na₂MoO₄溶液，說明硫酸鈉溶解度隨溫度變化大；
（4）MoO₃發(fā)生鋁熱鋁反應(yīng)，高溫下和鋁反應(yīng)生成鉬和氧化鋁；
（5）加入稀硫酸后，濾渣為Al（OH）₃，濾液中含有Na₂SO₄和Na₂MoO₄，已知：n（Na₂CO₃）=$\frac{5.30g}{106g/mol}$=0.05mol，n（Na₂SO₄）=$\frac{6.39g}{142g/mol}$=0.045mol，則Na₂MoO₄，由Na守恒可知n（Na₂MoO₄）=0.005mol，m（Mo）=0.005mol×96g/mol=0.48g，計算得到廢鉬催化劑中鉬元素的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）MoO₃、Al₂O₃與Na₂CO₃的反應(yīng)和SiO₂與Na₂CO₃的反應(yīng)相似，加入碳酸鈉焙燒時可生成Na₂MoO₄和NaAlO₂，MoO₃與Na₂CO₃反應(yīng)的化學方程式為MoO₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂MoO₄+CO₂↑，
故答案為：MoO₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂MoO₄+CO₂↑；
（2）高溫條件下，氧化鋁和碳酸鈉反應(yīng)生成Na₂AlO₂，濾液中含有焙燒后生成Na₂MoO₄、Na₂AlO₂以及過量的Na₂CO₃，檢驗第②步操作所得濾渣中含有三價鐵，取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價鐵，
故答案為：Na₂AlO₂；取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價鐵；
（3）第③步操作H₂SO₄需要適量，避免氫氧化鋁溶解，通常是通過測溶液的pH來調(diào)控H₂SO₄的用量，轉(zhuǎn)化關(guān)系中④蒸發(fā)結(jié)晶溶液得到硫酸鈉晶體和Na₂MoO₄溶液，與Na₂SO₄相比，Na₂MoO₄的溶解度受溫度的影響變化較小，硫酸鈉溶解度收溫度影響大，先析出晶體，
故答案為：測溶液的pH；較��；
（4）MoO₃發(fā)生鋁熱鋁反應(yīng)，高溫下和鋁反應(yīng)生成鉬和氧化鋁，反應(yīng)的化學方程式為：4Al+2MoO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Mo+2Al₂O₃，
故答案為：4Al+2MoO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Mo+2Al₂O₃；
（5）加入稀硫酸后，濾渣為Al（OH）₃，濾液中含有Na₂SO₄和Na₂MoO₄，
已知：n（Na₂CO₃）=$\frac{5.30g}{106g/mol}$=0.05mol，n（Na₂SO₄）=$\frac{6.39g}{142g/mol}$=0.045mol，則由Na守恒可知n（Na₂MoO₄）=0.005mol，
m（Mo）=0.005mol×96g/mol=0.48g，
ω（Mo）=$\frac{0.48g}{5g}$×100%=9.60%，
故答案為：9.60%．

點評 本題考查物質(zhì)的分離、提純，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意把握實驗的原理和物質(zhì)的性質(zhì)，為解答該題的關(guān)鍵，難度中等．