微专题17--金属及其化合物制备流程(Mo)-备战2022年高考化学考点微专题(原卷版).doc

微专题17 金属及其化合物制备流程（Mo）
一、物质概况：
钼是一种金属元素，元素符号：Mo，英文名称：Molybdenum，原子序数42，是VIB族金属。钼的密度为10.2g/cm³，熔点为2610℃，沸点为5560℃。钼是一种银白色的金属，硬而坚韧，熔点高，热传导率也比较高，常温下不与空气发生氧化反应。作为一种过渡元素，极易改变其氧化状态，钼离子的颜色也会随着氧化状态的改变而改变。钼是人体及动植物所必需的微量元素，对人以及动植物的生长、发育、遗传起着重要作用。钼在地壳中的平均含量为0.00011%，全球钼资源储量约为1100万吨，探明储量约为1940万吨。由于钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点，被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医药和农业等领域。
二、化学性质：
常温或在不太高的温度下，钼在空气或水里是稳定的。钼在空气中加热，颜色开始由白(色)转暗灰色;温升至520℃，钼开始被缓慢氧化，生成黄色三氧化钼(MoO3，温度降至常温后变为白色);温升至600℃以上，钼迅速被氧化成MoO3。钼在水蒸气中加热至700~800℃便开始生成MoO2，将它进一步加热，二氧化钼被继续氧化成三氧化钼。钼在纯氧中可自燃，生成三氧化钼。 
钼的这一系列氧化物中，除最高价态的MoO3为酸性外，其余氧化物均为碱性氧化物。钼最重要的氧化物是MoO3和MoO2。
 纯MoO2呈暗灰色、深褐色粉末状。MoO2可溶于水，易溶于盐酸及硝酸，但不溶于氨水等碱液里。在空气、水蒸气或氧气中继续加热MoO2，它将被进一步氧化，直至完全生成MoO3。在真空中加热到1520~1720℃，固态MoO2局部升华而不分解出氧，但大部分MoO2分解成MoO3气体和固态Mo。Jette. E. R(1935年)报道:MoO2在1980℃±50℃、0.1MPa(惰性气体)的条件下分解成钼和氧。 MoO2是钼氧化的最终产物。
MoO3为淡绿或淡青色的白色粉末。MoO3微溶于水而生成钼酸。 MoO3易溶于氨水、碱金属碱液中，生成与同多酸对应的盐。作为钼的重要化工产品--工业钼酸铵，也正是这一系列同多酸的铵盐混合物。
室温下，钼能与F2反应。250℃钼开始与Cl2反应，700~800℃钼可与Cl2反应生成MoCl2。在白热温度下，钼能与Br2反应。
工业上通常用H2还原MoO3以生产金属钼粉。
钼在常温下不与HF、HCI、稀HNO3、稀H2SO4及碱溶液反应。钼只溶于浓HNO3、王水或热而浓的H2SO4、煮沸的HCI中。
三、钼选矿冶炼工艺
钼矿的选矿方法

【专题精练】
1．钼（Mo）的最重要用途是作为铁合金的添加剂，用CO还原MoO3制备单质Mo的装置如图所示（尾气处理装置已省略）。下列说法正确的是

A．装置①用于制备CO2，其中石灰石可用纯碱替代
B．装置②中盛有饱和碳酸钠溶液，以除去CO2中的HCl气体
C．在装置④中生成了钼单质
D．装置⑥中的现象不能达到检验MoO3是否被CO还原的目的
2．中国科学院深圳研究院成功研发出一种基于二硫化钼/碳纳米复合材料的钠型双离子电池，可充放电。其放电时工作原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）

A．二硫化钼/碳纳米复合材料为该电池的负极材料
B．放电时正极的反应式为Cn(PF6)x-xe-=xPF+Cn
C．充电时阴极的电极反应式为MoS2-C+xNa++xe-=NaxMoS2-C
D．充电时石墨端铝箔连接外接电源的负极
3．金属钼（Mo）可以增强合金的某些机械性能和耐腐蚀性。下图是化工生产中制备金属钼的实验流程图（已知钼酸为难溶于水和酸的黄色晶体）：

（1）在灼烧钼矿时发生化学反应：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，该反应的还原剂是__________。当有1mol MoS2反应时，还原剂失去电子的物质的量为______________。
（2）步骤①中，灼烧钼矿时，用于盛放固体的仪器的名称为______________。
（3）写出步骤②中发生反应的离子方程式______________________________。
（4）在步骤③中需要加入过量硝酸，检验硝酸过量的操作为_________________。
（5）某同学拟选用如下装置，用氢气还原三氧化钼，同时检验该反应的氧化产物，根据要求回答下列问题。

①若两次使用到C装置，则装置D中所盛的药品是___________（填试剂名称）。
②根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞后_________→_________→_________→_________（请按正确的顺序填入下列步骤的代号）。
a．收集气体并检验其纯度 b．停止加热，充分冷却
c．加热反应一段时间 d．关闭分液漏斗活塞，停止通氢气
（6）化学分析中，常用沉淀法测定金属的含量。若称取三氧化钼粗产品m g，用浓氨水溶解后，再滴加足量的硝酸使其完全转化为钼酸沉淀，此时消耗0.2 mol/L HNO3溶液250mL ，则粗产品中三氧化钼的含量为_______（请用含m的表达式表示）。
4．纳米级复合材料被认为是一种理想的钠离子电池负极材料，以钼精矿[主要成分，以及、、、、等杂质]为原料生产纳米级的工业流程如下：

已知：i.不溶于水和常见的酸碱，“烧熔”时可转化为酸性氧化物；
ii.经“烧熔”后可与沸盐酸反应。
(1)“粉碎”的目的为___________。
(2)滤液②中含有的金属离子为___________；滤渣②的成分为___________。
(3)“碱浸”时发生反应的化学方程式为___________；用溶液代替氨水的不足之处为___________。
(4)已知“硫代”一步生成了，则“沉钼”中加入盐酸生成的离子方程式为___________。
(5)用“加热还原”，实际操作时需注意的问题为___________。
(6)分析化学上，常利用“沉钼”反应测定钼的含量，若称量54.0g钼精矿，“沉钼”时得到28.8g，则钼精矿中钼的百分含量为___________(转化工艺中钼的损失不计，保留三位有效数字)。
5．钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊接性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。

（1）反应①的尾气可以再利用，写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂：___。
（2）如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有：___。
（3）钼在空气中灼烧生成三氧化钼，三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠；三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为___。
（3）工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2＋CH42CO＋2H2，CH4＋H2OCO＋3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为___。
6．钼酸钠（Na2MoO4）是一种冷却水系统的金属缓蚀剂，工业上利用钼精矿（主要成分为MoS2）制备金属钼和钼酸钠晶体的流程如下图所示。

回答下列问题：
(1)如果在空气中焙烧1mol MoS2时，S转移12mol电子，则MoS2中钼元素的化合价为_________；焙烧的产物除MoO3外的另一种是_________，产生的尾气对环境的主要危害是____________________________。
(2)若在实验室中进行操作2，则从钼酸钠溶液中得到钼酸钠晶体的操作步骤是____________________，过滤、洗涤、干燥。
(3)钼精矿中MoS2含量的测定：取钼精矿16g，经在空气中焙烧、操作1、操作2得到钼酸钠晶体（Na2MoO4·2H2O）12.1g，钼精矿中MoS2的质量分数为_________________________。（已知MoS2的相对分子质量为160，Na2MoO4·2H2O的相对分子质量为242）。
(4)操作3发生反应的离子方程式为__________________________________________________。
(5)用镍、钼作电极电解浓NaOH溶液制备钼酸钠（Na2MoO4）的装置如图甲所示。b电极的材料为_______（填“镍”或“钼”），其电极反应式为_________________________________________________。

(6)某温度下，BaMoO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图乙所示，该温度下BaMoO4的Ksp为____________。