【題目】鎢是熔點(diǎn)最高的金屬,是重要的戰(zhàn)略物資。自然界中鎢主要以鎢酸鹽( 鎢元素的化合價為+6)形式存在于黑鎢礦中。黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4 ),還含有少量Si、As的化合物。由黑鎢礦石冶凍金屬鎢的工藝流程如圖所示:

已知:①燒結(jié)物的成分為Fe2O3、MnO2、Na2SO3、Na2WO4、Na3AsO3、Na3AsO4;

②上述流程中,鎢的化合價只在反應(yīng)Ⅰ中發(fā)生改變;

③常溫下鎢酸難溶于水。

請回答下列問題:

(l)操作Ⅰ用到的玻璃儀器為______________。

(2)寫出FeWO4在熔融條件下與Na2CO3、空氣反應(yīng)生成Fe2O3 的化學(xué)方程式________________。

(3)pH=10的溶液中的雜質(zhì)陰離子為SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,則“凈化”過程中,MgCl2 的作用是______________,加入H2O2 時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。

(4)已知:室溫時Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,在“凈化”階段,常溫時保持溶液pH=10,為防止產(chǎn)生Mg(OH)2 沉淀,溶液中c(Mg2+)應(yīng)不超過_________mol/L。

(5)反應(yīng)Ⅰ中,物質(zhì)X 可為H2、CO。

①已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=a kJ/mol

W3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O (g) △H2=bkJ/mol

WO3(s)+3CO(g)W(s)+3CO2(g) △H3=c kJ/mol

根據(jù)上述信息,2WO3(s)+3C(s)2W(s)+3CO2(g)的△H=____________kJ/mol(用含a、b、c的式子表示)。

②若黑鎢礦中鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω,提煉過程中利用率為b,欲用akg 黑鎢礦制得化學(xué)純金屬鎢,則產(chǎn)品中雜質(zhì)允許含量的最大值為_____________kg(化工產(chǎn)品等級標(biāo)準(zhǔn):優(yōu)級純≥99.8%,分析純≥99.7%,化學(xué)純≥99.5%)

【答案】 漏斗、玻璃棒、燒杯 4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4Na2WO4+4CO2 除去溶液中的SiO32-、HAsO42- H2O2+HAsO32-=HAsO42-+H2O 5.6×10-4 3a+b+c

【解析】(l)操作Ⅰ是將燒結(jié)物水浸后分離得到溶液和濾渣,故為過濾,用到的玻璃儀器為漏斗、玻璃棒、燒杯;(2)根據(jù)流程可知,F(xiàn)eWO4在熔融條件下與Na2CO3、空氣反應(yīng)生成Fe2O3同時生成Na2WO4和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4Na2WO4+4CO2;(3)pH=10的溶液中的雜質(zhì)陰離子為SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,則“凈化”過程中,MgCl2的作用是除去溶液中的SiO32-、HAsO42-,加入H2O2時將HAsO32-氧化,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2O2+HAsO32-=HAsO42-+H2O;(4) pH=10,c(OH-)=10-4mol/L,Ksp[Mg(OH)2]= c(Mg2+)×c2(OH-)= c(Mg2+)×(10-4mol/L)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-4,故在“凈化”階段,常溫時保持溶液為防止產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,溶液中c(Mg2+)應(yīng)不超過5.6×10-4mol/L;(5)①已知:Ⅰ、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=akJ/mol

Ⅱ、W3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g) △H2=bkJ/mol

Ⅲ、WO3(s)+3CO(g)W(s)+3CO2(g) △H3=ckJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,由Ⅰ×3+Ⅱ+Ⅲ得反應(yīng)2WO3(s)+3C(s)2W(s)+3CO2(g)的△H=3a+b+c kJ/mol;②若黑鎢礦中鎢的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω,提煉過程中利用率為b,欲用akg黑鎢礦制得化學(xué)純金屬鎢,則產(chǎn)品中雜質(zhì)允許含量的最大值為kg。

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(3)重復(fù)滴定實(shí)驗(yàn)1~2次,計(jì)算平均消耗鹽酸22.60mL.重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的是
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