Question

【題目】鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·2H2O)是一種金屬腐蝕抑制劑。工業上利用鉬精礦(主要成分是不溶于水的MoS2)制備鉬酸鈉的兩種途徑如下圖所示。

(1)途徑Ⅰ堿浸時發生反應的化學方程式為_________________________。

(2)途徑Ⅱ氧化時還有Na2SO4生成，則反應的離子方程式為___________________________。

(3)已知途徑Ⅰ的鉬酸鈉溶液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1，c(CO32-)=0.10mol·L-1。由鉬酸鈉溶液制備鉬酸鈉晶體時，需加入Ba(OH)2固體以除去CO32-。當BaMoO4開始沉淀時，CO32-的去除率是___[已知Ksp(BaCO3)=1×10-9、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8，忽略溶液的體積變化]。

(4)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，碳素鋼在三種不同介質中的腐蝕速率實驗結果如下圖。

①當硫酸的濃度大于90%時，碳素鋼腐蝕速率幾乎為零，原因是_____________________。

②若緩釋劑鉬酸鈉-月桂酸肌氨酸總濃度為300mg·L-1，則緩蝕效果最好時鉬酸鈉(M=206g·mol-1)的物質的量濃度為_____(計算結果保留3位有效數字)。

(5)二硫化鉬用作電池的正極材料時接受Li+的嵌入，鋰和二硫化鉬形成的二次電池的總反應為xLi+nMoS2Lix(MoS2)n，則電池放電時正極的電極反應是_________。

Answer 1

【答案】MoO3+Na2CO3===Na2MoO4＋CO2↑ MoS2+9ClO－＋6OH－===MoO42-+9Cl－+2SO42-＋3H2O 90% 常溫下濃硫酸會使鐵鈍化 7.28×10-4mol·L-1 nMoS2＋xLi++xe-===Lix(MoS2)n

【解析】

此工藝流程題是同一種原料采用不同工藝制備同一產品的問題，原料都是主要成分為MoS2的鉬精礦，途徑Ⅰ先將鉬精礦煅燒轉變成MoO3，再堿浸反應生成鉬酸鈉溶液；途徑Ⅱ是直接將鉬精礦在堿性條件下氧化生成鉬酸鈉溶液。

(1)通過流程圖可知，堿浸時，反應物有MoO3和Na2CO3，產品有Na2MoO4和CO2，所以反應的化學方程式為：；

(2)由流程圖分析可知，途徑Ⅱ氧化時，反應物有NaClO和MoS2，產物有Na2MoO4和，此外溶液是堿性的，所以發生反應的離子方程式為：；

(3)當BaMoO4開始沉淀時，溶液中，又因為c()=0.4mol/L，所以此時溶液中c(Ba2+)=10-7mol/L；由，計算可知，溶液此時的c()=0.01mol/L，所以去除率為；

(4) ①硫酸濃度過大時，常溫下會使鐵鈍化，而使鐵變得不易被腐蝕；

②腐蝕速率越小，緩蝕劑效果越好，所以根據圖像可知鉬酸鈉濃度為150mg/L時，緩蝕劑效果最好；所以有；

(5)由題可知，放電時，MoS2做正極發生嵌入Li+的過程，生成，所以正極反應式為：。