Question

（本題16分）鉬酸鈉晶體(Na₂MoO₄·2H₂O)是無公害型冷卻水系統的金屬緩蝕劑，由鉬精礦（主要成分是MoS₂，含少量PbS等）制備鉬酸鈉晶體的部分流程如下：
（1）焙燒的過程中采用的是“逆流焙燒”的措施，則該措施的優點是：①_______________
②____________________________
（2）寫出焙燒時生成MoO₃的化學方程式為：______________________________________
（3）寫出“堿浸”反應的離子方程式：　 　　　　　　　　　　
（4）重結晶得到的母液可以在下次重結晶時重復使用，但達到一定次數后必須凈化處理，原因是　 　　　　　　　　　　。
（5）下圖是碳鋼在3種不同介質中的腐蝕速率實驗結果：

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　 　　________________。
②空氣中鉬酸鹽對碳鋼的緩蝕原理是在鋼鐵表面形成FeMoO₄—Fe₂O₃保護膜。
密閉式循環冷卻水系統中的碳鋼管道緩蝕，除需加入鉬酸鹽外還需加入NaNO₂。則NaNO₂的作用是　　　_________________________________________。
③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的物質的量濃度為　　　 　　
（6）鋰和二硫化鉬形成的二次電池的總反應為：xLi + nMoS₂Li_x(MoS₂)_n。則電池放電時的正極反應式是：___________________________________。

Answer 1

（1）①增長鉬精礦與空氣接觸的時間，使其充分反應，提高原料的利用率 （1分）
②實現熱量交換，節約能源 （1分）
（2）2MoS₂  + 7O₂ = 2MoO₃ +4 SO₂（高溫）（2分）
（3）MoO₃＋CO₃^2－= MoO₄^2－＋CO₂↑ （2分）
（4）多次使用后母液中雜質的濃度增大，再次重結晶時會析出雜質影響產品純度（2分）
（5）①Cl^－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；（1分）      
硫酸溶液隨著濃度的增大，氧比性增強，會使鋼鐵鈍化，腐蝕速率減慢 （1分）
②替代空氣中氧氣起氧化劑作用 （2分）   
③7.28×l0^－4mol·L^－1（2分）
（6）nMoS₂ + xLi⁺ + xe^- = Li_x(MoS₂)_n (2分)

試題分析：要弄懂原料及制備的產品，流程的第一步盡可能看懂。
（1）審題“逆流焙燒”在課本找到類似的是冷凝管中水流與氣流的方向是相對，為的是冷卻效果更好，由此可知，“逆流焙燒”當然也為了增加接觸時間，提高原料利率；接觸時間長，熱量交換也更充分，能節約能源。
（2）先寫出MoS₂  + O₂ = MoO₃ +    這一部分，可推斷出另一產物為二氧化硫，利用氧化還原反應得失電子守恒和原子守恒配平。
（3）首先找到“堿浸”在流程圖中的位置，注意，箭頭指入的是加入的試劑，而指出的是產物，即加入Na₂CO₃，出來了CO₂，還有MoO₄^2－應從最后產物中獲取信息，即MoO₃＋CO₃^2－= MoO₄^2－＋CO₂↑
（4）重結晶的目的是提純產品，母液當然含有一定量的產品，也含有一定量的雜質，所以到一定程度時，要進行凈化，因為里面的雜質含量高了。
（5）①此題一定要看懂圖中橫坐標與縱坐標所表示的是什么量，由圖中可知，相同的酸度下，腐蝕速率不一樣，可知是因為Cl^－與SO₄^2－的不同導致的；再有是Fe在濃硫酸或濃硝酸中會鈍化，所以，當酸度增大時，Fe表面發生鈍化也會使腐蝕速率下降。
②亞硝酸鈉的作用，應從其性質去想，一是氧化性，二是強堿弱酸鹽，在這里結合題目應用到其氧化性。
③由坐標圖中可讀出當鉬酸鈉—月桂酸肌氨酸濃度為150 mg/L、150mg/L時，腐蝕速率是最低的，鉬酸鈉的濃度由質量濃度換算成物質的量濃度即可，(150×10^-3g÷206g/mol)÷1L=7.28×l0^－4mol·L^－1
（6）放電時，正極應是發生還原反應的，從總反應式中找到發生還原反應的物質為MoS₂，而被還原的產物為Li_x(MoS₂)_n，即nMoS₂+   e- +   =Li_x(MoS₂)_n,接下來是確定電子數和Li⁺的個數，根據電荷守恒，電子數與Li⁺的個數是相等的，電極反應式也就完成了。