Question

【题目】钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿(主要成分是MoS2，含少量PbS等)制备钼酸钠的途径如图所示：

(1) Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是____________

(2)焙烧过程发生的主要反应为MoS2+O2→MoO3+SO2(未配平)，该反应的氧化产物是____________(填化学式)。

(3)碱浸时生成Na2MoO4和一种气体A，该气体的电子式为________；沉淀时加入Na2S溶液的目的是______________________

(4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图1为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。

第6层焙烧炉中所得MoO3与MoO2的物质的量之比为___________

(5)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图2：

①使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为_______。

②随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是__________________________________。

③空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在碳钢表面形成FeMnO4—Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需要加入钼酸盐外还需加入NaNO2。则NaNO2的作用是_____________________________

Answer 1

【答案】+6 MoO3和SO2 除去Pb2+离子 1：3 1：1 C1-有利于碳钢的腐蚀，SO不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸； 替代空气中氧气起氧化剂作用

【解析】

(1)~(3)从流程图知：先在空气中灼烧生成MoO3，同时得到对环境有污染的气体SO2，然后再用纯碱溶液溶解MoO3，经过“沉淀”环节除去杂质PbS，即可得到钼酸钠溶液，最后结晶得到钼酸钠晶体；据此分析解答；

(4)~(6)通过读图、从图片中提取有效信息、结合元素守恒、影响速率的可能因素等知识分析、回答；

(1) 根据化合物中元素化合价代数和为0，Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是+6；答案为：+6；

(2) 焙烧过程中MoS2和O2反应生成MoO3和SO2，Mo元素的化合价从+2价升高到+6价、S元素的化合价从1价升高到+4价，O元素的化合价从0价降低到2价，根据得失电子守恒和原子守恒，配平后的化学方程式为，该反应的还原剂是MoS2，则氧化产物是MoO3和SO2；

答案为：MoO3和SO2；

(3由流程图可知，碱浸时MoO3与Na2CO3反应生成一种气体A和Na2MoO4，可推知碱浸时发生了反应：，则A为CO2，电子式为；流程图中“沉淀时”加入Na2S溶液后再过滤，得到的滤液中已经不含铅元素，则铅元素转移到废渣中，即废渣含PbS，加入Na2S溶液目的是除去Pb2+离子；

答案为：；除去Pb2+离子；

(4)第6层焙烧炉中所得含钼元素产物有与MoS2、MoO3与MoO2，其中MoS2与MoO3物质的量百分数均为20%，则MoO2物质的量百分数为60%，则MoO3与MoO2的物质的量之比为1：3；

答案为：1：3；

(5)①根据图像知当缓蚀剂中钼酸钠和月桂酰肌氨酸均为150mg/L时碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1:1；
答案为：1：1；

②随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异，则二者主要的差别为阴离子不同，可以推测其主要原因是C1-有利于碳钢的腐蚀，SO不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；

答案为：C1-有利于碳钢的腐蚀，SO不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；

③空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在碳钢表面形成FeMnO4—Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需要加入钼酸盐外还需加入NaNO2。则NaNO2的作用是替代空气中氧气起氧化剂作用，以便在碳钢表面形成FeMnO4—Fe2O3保护膜；

答案为：替代空气中氧气起氧化剂作用。