Question

【題目】鉬及其合金在冶金、環(huán)保和航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。

（1）Mo可被發(fā)煙硝酸及氫氟酸氧化為MoO2F2和MoOF4(少量)，硝酸本身被還原為NO2，則該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_________。

（2）已知：2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s) △H1；

2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) △H2；

MoS2(s)+2 O2(g)=Mo(s)+2SO2(g) △H3

則△H3=_________（用含△H1、△H2的代數(shù)式表示）

（3）電氧化法提純鉬的原理：將輝鉬礦(MoS2)放入裝有食鹽水的電解槽中，用惰性電極電解，MoS2被氧化為MoO42-和SO42-

①輝鉬礦應(yīng)放入電解槽的_________(填“陰極區(qū)”或“陽極區(qū)”)。

②陰極的電極反應(yīng)式為___________________________。

（4）碳酸鈉作固硫劑并用氫還原輝鉬礦的原理為MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H，實驗測得平衡時的有關(guān)變化曲線如圖所示。

①由圖1可知，該反應(yīng)△H______(填“>”或“<”)0，p1、p2、p3由大到小的順序為_______________________。

②由圖2可知，A點時H2的平衡轉(zhuǎn)化率為____________。

③B點對應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(MPa)2。

Answer 1

【答案】6:1 （△H2-△H1） 陽極區(qū) 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-) > p3>p2>p1 50% 0.01

【解析】

（1）在反應(yīng)中N的化合價從+5→+4降低1價，Mo從0→+6升高6價，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降總數(shù)相等，必有6個硝酸中N降低6×1=6價，同時有1個Mo升高1×6=6價，即6個硝酸和1個Mo同時反應(yīng)，即氧化劑有6摩爾硝酸反應(yīng)時，就有1摩爾還原劑鉬反應(yīng)，因此氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為6:1，故答案為6:1；

（2）根據(jù)蓋斯定律2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)①；2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)②；MoS2(s)+2 O2(g)=Mo(s)+2SO2(g)③，（②式-①式）÷2=③式，所以△H3=（△H2-△H1），故答案為（△H2-△H1）；

（3）將輝鉬礦（MoS2）放入裝有食鹽水的電解槽中，用惰性電極電解，MoS2被氧化為MoO42-和SO42-，所以輝鉬礦應(yīng)放入電解槽的陽極，故答案為陽極區(qū)；陰極區(qū)放電的陽離子為鈉離子和氫離子，放電順序氫離子在鈉離子之前，陰極氫離子放電的電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)，故答案為2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)；

（4）①由圖1相同壓強下，溫度升高，氫氣轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動，又因為溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以該反應(yīng)正向吸熱，△H>0，故答案為>；根據(jù)反應(yīng)方程式MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)可知該反應(yīng)正向為氣體體積增大的方向，在相同溫度下，壓強越大氫氣的轉(zhuǎn)化率越小，由圖1可知：在相同溫度下p1下氫氣的轉(zhuǎn)化率最大，所以p1壓強最小，p3下氫氣的轉(zhuǎn)化率最小，所以p3壓強最大，所以p3>p2>p1，故答案為p3>p2>p1

②由MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)，設(shè)A混合氣體的總物質(zhì)的量為1mol，則A點時H2的物質(zhì)的量為0.4mol，H2O的物質(zhì)的量為0.4mol，則變化的H2的物質(zhì)的量為0.4mol，A點時H2的為平衡轉(zhuǎn)化率為α(H2)==50%，故答案為50%

③B點時H2、CO的體積分?jǐn)?shù)均為25%，混合氣體為H2、CO、H2O，則H2O的體積分?jǐn)?shù)為1-25%-25%=50%，B點對應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.01，故答案為0.01