Question

【題目】二硫化鉬(MoS2)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）鉬酸銨的化學式為(NH4)2MoO4，其中Mo的化合價為______。

（2）利用聯合浸出除雜時，氫氟酸可除去的雜質化學式為______，如改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2雜質的浸出效果更好，寫出氧化浸出時發生的化學反應方程式______________。

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

（4）由下圖分析產生三硫化鉬沉淀的流程中應選擇的最優溫度和時間是________________。

利用化學平衡移動原理分析低于或高于最優溫度時，MoS3的產率均下降的原因:_______________________。

（5）MoO3·H2O作為高能非水體系電池的正極材料優于一般新型材料，某電池反應為: MoO3·H2O+xA=AxMoO3·H2O (某文獻記載: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極，充電時的陽極反應式:__________________。

（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，可加入Ba(OH)2固體除去SO42-(溶液體積變化忽略)，則當BaMo04開始沉淀時，溶液中的c(MoO42-)/c(SO42-)____(結果保留2位有效數字)

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，溶液c(H+)下降，都不利于反應正向進行 LixMoO3·H2O-xe-=xLi++MoO3·H2O 3.6×102

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

(2)氫氟酸可與酸性氧化物SiO2反應，所以聯合浸出除雜時，用氫氟酸除去的是SiO2雜質；Fe3+具有較強的氧化性，可氧化雜質CuFeS2中的-2價的S，反應的化學方程式為4FeCl3 +CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S↓。

(3)根據題目所述，(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℃時產率比其它溫度下都高，反應進行到30min時產率達到最大值，所以產生三硫化鉬沉淀的最優溫度和時間是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，使溶液中c(H+)下降，都不利于反應正向進行。

(5)該電池以金屬鋰為負極，則負極反應式為xLi-xe-=xLi+，正極反應式可由總反應式—負極反應式得到，即MoO3·H2O+ xLi++ xe-=LixMoO3·H2O，根據充放電原則，當對該電池充電時，陽極反應則為原電池的正極反應的逆反應，所以陽極反應式為LixMoO3·H2O-xe- = xLi++MoO3·H2O。

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