微專(zhuān)題17-金屬及其化合物制備流程(Mo)-備戰(zhàn)2022年高考化學(xué)考點(diǎn)微專(zhuān)題(原卷版)VIP

微專(zhuān)題17金屬及其化合物制備流程（Mo）一、物質(zhì)概況：鉬是一種金屬元素，元素符號(hào)：Mo，英文名稱(chēng)：Molybdenum，原子序數(shù)42，是VIB族金屬。鉬的密度為10.2g/cm3，熔點(diǎn)為2610℃，沸點(diǎn)為5560℃。鉬是一種銀白色的金屬，硬而堅(jiān)韌，熔點(diǎn)高，熱傳導(dǎo)率也比較高，常溫下不與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)。作為一種過(guò)渡元素，極易改變其氧化狀態(tài)，鉬離子的顏色也會(huì)隨著氧化狀態(tài)的改變而改變。鉬是人體及動(dòng)植物所必需的微量元素，對(duì)人以及動(dòng)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳起著重要作用。鉬在地殼中的平均含量為0.00011%，全球鉬資源儲(chǔ)量約為1100萬(wàn)噸，探明儲(chǔ)量約為1940萬(wàn)噸。由于鉬具有高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)、耐腐蝕、耐磨研等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電氣和電子技術(shù)、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。二、化學(xué)性質(zhì)：常溫或在不太高的溫度下，鉬在空氣或水里是穩(wěn)定的。鉬在空氣中加熱，顏色開(kāi)始由白(色)轉(zhuǎn)暗灰色;溫升至520℃，鉬開(kāi)始被緩慢氧化，生成黃色三氧化鉬(MoO3，溫度降至常溫后變?yōu)榘咨?;溫升至600℃以上，鉬迅速被氧化成MoO3。鉬在水蒸氣中加熱至700~800℃便開(kāi)始生成MoO2，將它進(jìn)一步加熱，二氧化鉬被繼續(xù)氧化成三氧化鉬。鉬在純氧中可自燃，生成三氧化鉬。

鉬的這一系列氧化物中，除最高價(jià)態(tài)的MoO3為酸性外，其余氧化物均為堿性氧化物。鉬最重要的氧化物是MoO3和MoO2。

純MoO2呈暗灰色、深褐色粉末狀。MoO2可溶于水，易溶于鹽酸及硝酸，但不溶于氨水等堿液里。在空氣、水蒸氣或氧氣中繼續(xù)加熱MoO2，它將被進(jìn)一步氧化，直至完全生成MoO3。在真空中加熱到1520~1720℃，固態(tài)MoO2局部升華而不分解出氧，但大部分MoO2分解成MoO3氣體和固態(tài)Mo。Jette.E.R(1935年)報(bào)道:MoO2在1980℃±50℃、0.1MPa(惰性氣體)的條件下分解成鉬和氧。MoO2是鉬氧化的最終產(chǎn)物。MoO3為淡綠或淡青色的白色粉末。MoO3微溶于水而生成鉬酸。

MoO3易溶于氨水、堿金屬堿液中，生成與同多酸對(duì)應(yīng)的鹽。作為鉬的重要化工產(chǎn)品--工業(yè)鉬酸銨，也正是這一系列同多酸的銨鹽混合物。室溫下，鉬能與F2反應(yīng)。250℃鉬開(kāi)始與Cl2反應(yīng)，700~800℃鉬可與Cl2反應(yīng)生成MoCl2。在白熱溫度下，鉬能與Br2反應(yīng)。工業(yè)上通常用H2還原MoO3以生產(chǎn)金屬鉬粉。鉬在常溫下不與HF、HCI、稀HNO3、稀H2SO4及堿溶液反應(yīng)。鉬只溶于濃HNO3、王水或熱而濃的H2SO4、煮沸的HCI中。三、鉬選礦冶煉工藝鉬礦的選礦方法【專(zhuān)題精練】1．鉬（Mo）的最重要用途是作為鐵合金的添加劑，用CO還原MoO3制備單質(zhì)Mo的裝置如圖所示（尾氣處理裝置已省略）。下列說(shuō)法正確的是A．裝置①用于制備CO2，其中石灰石可用純堿替代B．裝置②中盛有飽和碳酸鈉溶液，以除去CO2中的HCl氣體C．在裝置④中生成了鉬單質(zhì)D．裝置⑥中的現(xiàn)象不能達(dá)到檢驗(yàn)MoO3是否被CO還原的目的2．中國(guó)科學(xué)院深圳研究院成功研發(fā)出一種基于二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的鈉型雙離子電池，可充放電。其放電時(shí)工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是（）A．二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料為該電池的負(fù)極材料B．放電時(shí)正極的反應(yīng)式為Cn(PF6)x-xe-=xPF+CnC．充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為MoS2-C+xNa++xe-=NaxMoS2-CD．充電時(shí)石墨端鋁箔連接外接電源的負(fù)極EMBEDEquation.DSMT43．金屬鉬（Mo）可以增強(qiáng)合金的某些機(jī)械性能和耐腐蝕性。下圖是化工生產(chǎn)中制備金屬鉬的實(shí)驗(yàn)流程圖（已知鉬酸為難溶于水和酸的黃色晶體）：（1）在灼燒鉬礦時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，該反應(yīng)的還原劑是__________。當(dāng)有1molMoS2反應(yīng)時(shí)，還原劑失去電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_____________。（2）步驟①中，灼燒鉬礦時(shí)，用于盛放固體的儀器的名稱(chēng)為_(kāi)_____________。（3）寫(xiě)出步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________。（4）在步驟③中需要加入過(guò)量硝酸，檢驗(yàn)硝酸過(guò)量的操作為_(kāi)________________。（5）某同學(xué)擬選用如下裝置，用氫氣還原三氧化鉬，同時(shí)檢驗(yàn)該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物，根據(jù)要求回答下列問(wèn)題。①若兩次使用到C裝置，則裝置D中所盛的藥品是___________（填試劑名稱(chēng)）。②根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開(kāi)分液漏斗活塞后_________→_________→_________→_________（請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的代號(hào)）。a．收集氣體并檢驗(yàn)其純度b．停止加熱，充分冷卻c．加熱反應(yīng)一段時(shí)間d．關(guān)閉分液漏斗活塞，停止通氫氣（6）化學(xué)分析中，常用沉淀法測(cè)定金屬的含量。若稱(chēng)取三氧化鉬粗產(chǎn)品mg，用濃氨水溶解后，再滴加足量的硝酸使其完全轉(zhuǎn)化為鉬酸沉淀，此時(shí)消耗0.2mol/LHNO3溶液250mL，則粗產(chǎn)品中三氧化鉬的含量為_(kāi)______（請(qǐng)用含m的表達(dá)式表示）。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．納米級(jí)復(fù)合材料被認(rèn)為是一種理想的鈉離子電池負(fù)極材料，以鉬精礦[主要成分，以及、、、、等雜質(zhì)]為原料生產(chǎn)納米級(jí)的工業(yè)流程如下：已知：i.不溶于水和常見(jiàn)的酸堿，“燒熔”時(shí)可轉(zhuǎn)化為酸性氧化物；ii.經(jīng)“燒熔”后可與沸鹽酸反應(yīng)。(1)“粉碎”的目的為_(kāi)__________。(2)濾液②中含有的金屬離子為_(kāi)__________；濾渣②的成分為_(kāi)__________。(3)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________；用溶液代替氨水的不足之處為_(kāi)__________。(4)已知“硫代”一步生成了，則“沉鉬”中加入鹽酸生成的離子方程式為_(kāi)__________。(5)用“加熱還原”，實(shí)際操作時(shí)需注意的問(wèn)題為_(kāi)__________。(6)分析化學(xué)上，常利用“沉鉬”反應(yīng)測(cè)定鉬的含量，若稱(chēng)量54.0g鉬精礦，“沉鉬”時(shí)得到28.8g，則鉬精礦中鉬的百分含量為_(kāi)__________(轉(zhuǎn)化工藝中鉬的損失不計(jì)，保留三位有效數(shù)字)。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT45．鉬是一種過(guò)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(qiáng)合金的強(qiáng)度、硬度、可焊接性及韌性，還可增強(qiáng)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）反應(yīng)①的尾氣可以再利用，寫(xiě)出應(yīng)用該尾氣制得的兩種重要化學(xué)試劑：___。（2）如果在實(shí)驗(yàn)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(xué)式為_(kāi)__。（3）工業(yè)上制備還原性氣體CO和H2的反應(yīng)原理為CO2＋CH42CO＋2H2，CH4＋H2OCO＋3H2。含甲烷體積分?jǐn)?shù)為80%的aL(標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)，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_(kāi)__。EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT46．鉬酸鈉（Na2MoO4）是一種冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑，工業(yè)上利用鉬精礦（主要成分為MoS2）制備金屬鉬和鉬酸鈉晶體的流程如下圖所示。回答下列問(wèn)題：(1)如果在空氣中焙燒1molMoS2時(shí)，S轉(zhuǎn)移12mol電子，則MoS2中鉬元素的化合價(jià)為_(kāi)________；焙燒的產(chǎn)物除MoO3外的另一種是_________，產(chǎn)生的尾氣對(duì)環(huán)境的主要危害是____________________________。(2)若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作2，則從鉬酸鈉溶液中得到鉬酸鈉晶體的操作步驟是____________________，過(guò)濾、洗滌、干燥。(3)鉬精礦中MoS2含量的測(cè)定：取鉬精礦16g，經(jīng)在空氣中焙燒、操作1、操作2得到鉬酸鈉晶體（Na2MoO4·2H2O）12.1g，鉬精礦中MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)________________________。（已知MoS2的相對(duì)分子質(zhì)量為160，Na2MoO4·2H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為242）。(4)操作3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________