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圖：

回答下列問題：

(1)(NH4)2MoO4中Mo的化合價為_____。

(2)“聯合浸出”中HF除去的雜質化學式為_____，“焙燒”時MoS2轉化為MoO3的化學方程式為_____。

(3)“轉化”中加入Na2S后，(NH4)2MoO4轉化為(NH4)2MoS4，寫出(NH4)2MoS4與鹽酸生成MoS3的離子方程式_____。

(4)由圖分析產生MoS3沉淀的流程中應選擇的最優(yōu)溫度和時間是_____，利用化學平衡原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時，MoS3的產率均下降的原因_____。

(5)高純MoS2中存在極微量非整比晶體雜質MoS2.8，則該雜質中Mo4+與Mo6+的物質的量之比為_____。

(6)已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8，不純的 Na2MoO4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SO42-完全沉淀時，溶液中c(MoO42-)<_____mol/L(保留2位有效數字)

Answer 1

【答案】+6 SiO2 2MoS2+7O22MoO3+4SO2 MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑ 40 ℃、30 min 溫度太低不利于H2S 逸出；溫度太高，鹽酸揮發(fā)，溶液c(H+)下降，都不利于反應正向進行 1∶4 3.6×10-3

【解析】

制備高純二硫化鉬的流程為：輝鉬礦(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質)用鹽酸、氫氟酸酸浸，除去CuFeS2、SiO2雜質，得到粗MoS2，將粗MoS2洗滌、干燥、氧化焙燒得到MoO3；再將MoO3氨浸得到(NH4)2MoO4；加入Na2S后，鉬酸銨轉化為硫代鉬酸銨[(NH4)2MoS4]，再加入鹽酸，(NH4)2MoS4與鹽酸生成MoS3沉淀：MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑，最后通過干燥、研磨，在氫氣、Ar環(huán)境下高溫獲得高純的二硫化鉬MoS2。

(1)化學式中(NH4)2MoO4中，NH4+帶一個單位正電荷，O元素為-2價，則Mo的化合價為+6價；

(2)氫氟酸可以與二氧化硅反應得到四氟化硅氣體，從而除去SiO2雜質；焙燒過程中鉬精礦發(fā)生的主要反應的化學方程式為：2MoS2+7O22MoO3+4SO2；

(3)(NH4)2MoS4在溶液中電離出NH4+和MoS42-，MoS42-與鹽酸電離產生的H+作用生成MoS3，則另外的生成物是H2S氣體，反應的離子反應方程式為：MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑；

(4)由圖象得到40℃的產率最高，30分鐘以后產率不再變化，所以產生MoS3沉淀選擇d 最優(yōu)條件是40℃，30min；溫度太低，反應MoS42-+2H+=MoS3↓+H2S↑產生的H2S氣體不易逸出，不利于生成MoS3；若溫度太高，鹽酸揮發(fā)，導致溶液c(H+)下降，也不利于生成MoS3，所以最優(yōu)溫度為40℃；

(5)設在1 mol的MoS2.8中Mo4+與Mo6+的物質的量分別是x和y，則x+y=1，根據化合價代數之和為0，則有4x+6y=2.8×2，解得x=0.2，y=0.8，所以該雜質中Mo4+與Mo6+的物質的量之比為0.2：0.8=1：4；

(6)已知：Ksp(BaSO4)=1.1×10-10< Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8，所以先沉淀的是BaSO4，則當BaMoO4開始沉淀時，BaSO4已經沉淀完全，所以溶液對于兩種沉淀來說都是飽和的，其中的離子濃度都符合沉淀的Ksp表達式：=360=3.6×102，則當SO42-完全沉淀時，溶液中c(SO42-)<1×10-5 mol/L，c(MoO42-)<3.6×102×1×10-5 mol/L=3.6×10-3 mol/L。