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(chǎn)中制備金屬鉬的主要流程圖。

（1）寫出在高溫下發(fā)生反應①的化學方程式______________________________________________

（2）生產(chǎn)中用足量的濃氨水吸收反應①的尾氣合成肥料，寫出該反應的離子方程式：________________________________

（3）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_______________________

（4）某同學利用下圖所示裝置來制備氫氣，利用氫氣還原三氧化鉬，根據(jù)要求回答問題：

① 請設(shè)計一個實驗方案驗證H2的還原性并檢驗其氧化產(chǎn)物，其裝置連接順序是___________

② 在燒瓶A中加入少量硫酸銅的目的是____________________________

③ 兩次使用D裝置，其中所盛的藥品依次是____________________、______________________

（5）工業(yè)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(shù)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(zhuǎn)化率為90%，用產(chǎn)生的還原性氣體(CO和H2)還原MoO3制鉬，理論上能生產(chǎn)鉬的質(zhì)量為________________ (保留兩位小數(shù)，鉬的相對原子質(zhì)量為96)

Answer 1

【答案】2MoS2 + 7O22MoO3 + 4SO2 SO2 + 2NH3·H2O=== 2NH4+ + SO32－+ H2O 燒杯、漏斗、玻璃棒 ACBDD 加快反應速率 無水硫酸銅 堿石灰 4.11a g

【解析】

根據(jù)流程圖分析主要反應和主要操作，完成化學方程式、選擇所需儀器。根據(jù)實驗目的，設(shè)計相關(guān)實驗，并防止空氣的影響。根據(jù)化學反應計量關(guān)系，進行有關(guān)計算。

（1）據(jù)流程圖找出反應①的反應物、生成物，并用化合價升降法配平，得2MoS2 + 7O22MoO3 + 4SO2；

（2）足量的濃氨水吸收SO2生成正鹽，離子方程式為SO2 + 2NH3·H2O＝ 2NH4+ + SO32－+ H2O；

（3）步驟②得固體和溶液，操作1為過濾。步驟③復分解反應能進行，則鉬酸難溶于水，操作2為過濾。需要使用的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；

（4）①制備H2并還原MoO3可證明其還原性，用無水硫酸銅檢驗氧化產(chǎn)物水，必須對氫氣干燥，并防止空氣中水汽干擾。故裝置連接順序是ACBDD。

②在燒瓶A中加入少量硫酸銅，可形成原電池，加快生成氫氣的速率。

③第一次使用D裝置，所盛藥品為無水硫酸銅，用于檢驗氧化產(chǎn)物水。第二次使用D裝置，所盛藥品為堿石灰等，防止空氣中的水汽使無水硫酸銅變藍。

（5）據(jù)CO2 + CH42CO + 2H2、CH4 + H2OCO + 3H2，當二氧化碳和水蒸氣足量時，CH4 ~ 4(CO + H2)；又據(jù)MoO3 +3CO＝Mo +3CO2、MoO3 +3H2＝Mo +3H2O，有3(CO + H2) ~ Mo，故3CH4 ~ 4Mo。則m(Mo)＝×80%×90%××96g·mol-1＝4.11a g。