题目
对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如图:NaOH(S) 过量CO2 适量BaCl2溶液-|||-废催化剂一 → 焙烧 → 水浸 滤液I → 过滤 → 滤液Ⅱ → 沉钼-|||-750℃ 铝 BaMoO4(S)-|||-过滤 过滤-|||-、 → 滤液Ⅲ-|||-含N固体 x → AlAs已知:该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-的形态存在。(1)“焙烧”中,有Na2MoO4生成,其中Mo元素的化合价为 ____ 。(2)“沉铝”中,生成的沉淀X的离子方程式 ____ 。(3)“沉钼”中,pH为7.0。生成BaMoO4的离子方程式为 ____ 。(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为 ____ (填化学式)。②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量 ____ (填化学式)气体,再通入足量CO2,可析出Y。(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。NaOH(S) 过量CO2 适量BaCl2溶液-|||-废催化剂一 → 焙烧 → 水浸 滤液I → 过滤 → 滤液Ⅱ → 沉钼-|||-750℃ 铝 BaMoO4(S)-|||-过滤 过滤-|||-、 → 滤液Ⅲ-|||-含N固体 x → AlAs①该氧化物为 ____ 。②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 ____ 。
对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如图:

已知:该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-的形态存在。
(1)“焙烧”中,有Na2MoO4生成,其中Mo元素的化合价为 ____ 。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀X的离子方程式 ____ 。
(3)“沉钼”中,pH为7.0。生成BaMoO4的离子方程式为 ____ 。
(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为 ____ (填化学式)。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量 ____ (填化学式)气体,再通入足量CO2,可析出Y。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。

①该氧化物为 ____ 。
②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 ____ 。

已知:该工艺中,pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-的形态存在。
(1)“焙烧”中,有Na2MoO4生成,其中Mo元素的化合价为 ____ 。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀X的离子方程式 ____ 。
(3)“沉钼”中,pH为7.0。生成BaMoO4的离子方程式为 ____ 。
(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和Y,Y为 ____ (填化学式)。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量 ____ (填化学式)气体,再通入足量CO2,可析出Y。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。

①该氧化物为 ____ 。
②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 ____ 。
题目解答
答案
解:(1)Na2MoO4中Na和O的化合价为+1和-2,根据化合价的代数和为0可知,Mo元素的化合价为+6,
故答案为:+6;
(2)“沉铝”中,NaAlO2溶液与过量CO2反应可以生成Al(OH)3和碳酸氢钠,因此,生成沉淀X的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-的形态存在,“沉钼”中,pH为7.0,即:液II中含有钼酸钠,加入氯化钡溶液后生成BaMoO4沉淀,该反应的离子方程式为)MoO42-+Ba2+=BaMoO4↓,
故答案为:MoO42-+Ba2+=BaMoO4↓;
(4)①滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,同时生成碳酸氢钠,过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,因此,过滤得到的滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3,
故答案为:NaHCO3;
②根据侯氏制碱法的原理可知,往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量NH3,再通入足量CO2,可析出NaHCO3,
故答案为:NH3;
(5)①由题中信息可知,致密的保护膜为一种氧化物,是由H2O2与AlAs反应生成的,联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知,该氧化物为Al2O3,
故答案为:Al2O3;
②由Ga和Al同族、As和N同族可知,GaAs中显+3价(其最高价)、As显-3价;在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,其化合价升高了8,As元素被氧化,则该反应的氧化剂为H2O2,还原剂为GaAs。H2O2中的O元素为-1价,其作为氧化剂时,O元素要被还原到-2价,每个H2O2参加反应会使化合价降低2,根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知,该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为8:2=4:1,
故答案为:4:1。
故答案为:+6;
(2)“沉铝”中,NaAlO2溶液与过量CO2反应可以生成Al(OH)3和碳酸氢钠,因此,生成沉淀X的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)pH>6.0时,溶液中Mo元素以MoO42-的形态存在,“沉钼”中,pH为7.0,即:液II中含有钼酸钠,加入氯化钡溶液后生成BaMoO4沉淀,该反应的离子方程式为)MoO42-+Ba2+=BaMoO4↓,
故答案为:MoO42-+Ba2+=BaMoO4↓;
(4)①滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,同时生成碳酸氢钠,过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,因此,过滤得到的滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3,
故答案为:NaHCO3;
②根据侯氏制碱法的原理可知,往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量NH3,再通入足量CO2,可析出NaHCO3,
故答案为:NH3;
(5)①由题中信息可知,致密的保护膜为一种氧化物,是由H2O2与AlAs反应生成的,联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知,该氧化物为Al2O3,
故答案为:Al2O3;
②由Ga和Al同族、As和N同族可知,GaAs中显+3价(其最高价)、As显-3价;在H2O2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价变为+5价,其化合价升高了8,As元素被氧化,则该反应的氧化剂为H2O2,还原剂为GaAs。H2O2中的O元素为-1价,其作为氧化剂时,O元素要被还原到-2价,每个H2O2参加反应会使化合价降低2,根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知,该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为8:2=4:1,
故答案为:4:1。
解析
步骤 1:确定Mo元素的化合价
在Na_2MoO_4中,Na的化合价为+1,O的化合价为-2。根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,可以计算出Mo的化合价。
步骤 2:写出“沉铝”反应的离子方程式
“沉铝”中,NaAlO_2溶液与过量CO_2反应生成Al(OH)_3沉淀和碳酸氢钠。
步骤 3:写出“沉钼”反应的离子方程式
pH为7.0时,溶液中Mo元素以MoO_4^{2-}的形态存在,加入BaCl_2溶液后生成BaMoO_4沉淀。
步骤 4:确定滤液Ⅲ中主要存在的钠盐
滤液Ⅲ中主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO_3。
步骤 5:确定析出NaHCO_3的条件
往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量NH_3,再通入足量CO_2,可析出NaHCO_3。
步骤 6:确定致密保护膜的成分
致密保护膜为一种氧化物,由H_2O_2与AlAs反应生成,联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知,该氧化物为Al_2O_3。
步骤 7:计算氧化剂与还原剂物质的量之比
在H_2O_2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价由-3变为+5,H_2O_2中的O元素由-1变为-2,根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值,计算出该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比。
在Na_2MoO_4中,Na的化合价为+1,O的化合价为-2。根据化合物中正负化合价代数和为0的原则,可以计算出Mo的化合价。
步骤 2:写出“沉铝”反应的离子方程式
“沉铝”中,NaAlO_2溶液与过量CO_2反应生成Al(OH)_3沉淀和碳酸氢钠。
步骤 3:写出“沉钼”反应的离子方程式
pH为7.0时,溶液中Mo元素以MoO_4^{2-}的形态存在,加入BaCl_2溶液后生成BaMoO_4沉淀。
步骤 4:确定滤液Ⅲ中主要存在的钠盐
滤液Ⅲ中主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO_3。
步骤 5:确定析出NaHCO_3的条件
往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后,通入足量NH_3,再通入足量CO_2,可析出NaHCO_3。
步骤 6:确定致密保护膜的成分
致密保护膜为一种氧化物,由H_2O_2与AlAs反应生成,联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知,该氧化物为Al_2O_3。
步骤 7:计算氧化剂与还原剂物质的量之比
在H_2O_2与上层GaAs的反应中,As元素的化合价由-3变为+5,H_2O_2中的O元素由-1变为-2,根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值,计算出该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比。