Question

【題目】鉬是一種過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增強合金的強度、硬度、可焊接性及韌性，還可增強其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產中制備金屬鉬的主要流程圖。

（1）反應①的尾氣可以再利用，寫出應用該尾氣制得的兩種重要化學試劑：___。

（2）如果在實驗室模擬操作1和操作2，則需要使用的主要玻璃儀器有：___。

（3）鉬在空氣中灼燒生成三氧化鉬，三氧化鉬溶于氫氧化鈉溶液生成鉬酸鈉；三氧化鉬不溶于鹽酸或稀硫酸。鉬酸鈉的化學式為___。

（4）工業上制備還原性氣體CO和H2的反應原理為CO2＋CH42CO＋2H2，CH4＋H2OCO＋3H2。含甲烷體積分數為80%的a L(標準狀況)天然氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應，甲烷轉化率為90%，用產生的還原性氣體(CO和H2)還原MoO3制鉬，理論上能生產鉬的質量為___。

Answer 1

【答案】H2SO4、Na2SO3[或Na2SO4、(NH4)2SO4等] 燒杯、漏斗、玻璃棒 Na2MoO4 4.11ag

【解析】

輝鉬礦（主要成分是MoS2）在空氣中燃燒生成MoO3和SO2，二氧化硫屬于酸性氧化物，能被堿液吸收，所以尾氣含SO2用濃氨水吸收，二氧化硫具有還原性，則同時通入氧氣生成硫酸銨；MoO3加濃氨水生成鉬酸銨溶液，過濾除去雜質，在鉬酸銨溶液中加足量鹽酸，發生復分解反應生成鉬酸和氯化銨，鉬酸為難溶于水和酸的黃色晶體，過濾得到鉬酸晶體高溫分解生成MoO3，在高溫條件下用氫氣還原得到金屬鉬。

（1）反應①的尾氣主要為二氧化硫，二氧化硫可以用來制備硫酸、硫酸鹽、亞硫酸等，故答案為：H2SO4、Na2SO3[或Na2SO4、(NH4)2SO4等]；

（2）如果在實驗室模擬操作1和操作2，該操作為過濾，過濾時需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗和玻璃棒；

（3）三氧化鉬溶于氫氧化鈉溶液生成鉬酸鈉和水，結合步驟②的產物鉬酸銨可知鉬酸鈉化學式為：Na2MoO4；

（4）根據、 知，生成（CO+H2）體積是消耗甲烷體積的4倍，CO和氫氣還原MoO3制鉬時，每個分子CO和H2失去電子數相同，含甲烷體積分數為80%的a L（標準狀況）天然氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應，甲烷轉化率為90%，則甲烷轉化的物質的量==0.0321amol，則生成CO和氫氣物質的量之和為0.1284amol，根據轉移電子守恒得生成Mo的質量= (0.1284a×)×96g/mol=4.11ag，故答案為：4.11a g。