Question

鎢是我國豐產(chǎn)元素，是熔點(diǎn)最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，有“光明使者”的美譽(yù)．鎢在自然界主要以鎢（+6價(jià)）酸鹽的形式存在．有開采價(jià)值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦．白鎢礦的主要成分是鎢酸鈣（CaWO₄）；黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學(xué)式常寫成（Fe，Mn）WO₄．黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法：

其中A、B、C都是鎢的化合物．回答：
（1）堿熔時(shí)，鎢酸亞鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵和鎢酸鈉，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）操作2的名稱是

 

，實(shí)驗(yàn)室中證明沉淀B是否洗凈的方法是

 

；實(shí)驗(yàn)室中焙燒需要的主要儀器有

 

；
（3）寫出用氫氣還原氧化鎢制取金屬鎢的化學(xué)方程式；

 

；為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，不宜用碳而必須用氫氣作還原劑，因?yàn)?div id="akwoo0g" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（4）某種藍(lán)色氧化鎢的化學(xué)式可以表示為WO_2.8，一般認(rèn)為，藍(lán)色氧化鎢的顏色和非整比暗示了在化合物中存在五價(jià)和六價(jià)兩種價(jià)態(tài)的鎢．則藍(lán)色氧化鎢中這五價(jià)鎢與六價(jià)鎢的原子數(shù)目之比為

 

：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：由流程可知，鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，根據(jù)化合價(jià)升降法配平方程式；
鎢酸錳和氫氧化鈉反應(yīng)生成鎢酸鈉和氫氧化錳，水浸時(shí)，氧化鐵和氫氧化錳不溶于水，鎢酸鈉溶于水，故過濾后得到的濾液含鎢酸鈉，故A為鎢酸鈉，鎢酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)生成鎢酸和氯化鈉；鎢酸酸性很弱，難溶于水，判斷B為鎢酸；鎢酸加熱分解產(chǎn)生三氧化鎢和水，判斷C為三氧化鎢．
（1）鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉；
（2）分離溶液和不溶性固體采用過濾方法，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈應(yīng)取最后一次洗液，因沉淀中可能含氯離子，用硝酸銀和稀硝酸來檢驗(yàn)；根據(jù)灼燒操作所需儀器回答；
（3）氫氣和氧化鎢反應(yīng)生成鎢、水；鎢的熔點(diǎn)很高，不容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，碳或氫氣都可置換出鎢，但碳為固體，難以分離；
（4）把五價(jià)和六價(jià)兩種價(jià)態(tài)的氧化物的化學(xué)式分別寫成WO_2.5和WO₃，設(shè)藍(lán)色氧化鎢的組成為xWO_2.5?yWO₃，利用W和O的個(gè)數(shù)之比為1：2.8來解答．

解答： 解：由流程可知，鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，鎢酸錳和氫氧化鈉反應(yīng)生成鎢酸鈉和氫氧化錳，水浸時(shí)，氧化鐵和氫氧化錳不溶于水，鎢酸鈉溶于水，故過濾后得到的濾液含鎢酸鈉，故A為鎢酸鈉，鎢酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)生成鎢酸和氯化鈉；鎢酸酸性很弱，難溶于水，判斷B為鎢酸；鎢酸加熱分解產(chǎn)生三氧化鎢和水，判斷C為三氧化鎢．
（1）鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，反應(yīng)方程式為：4FeWO₄+8NaOH+O₂

△   .

2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O，
故答案為：4FeWO₄+8NaOH+O₂

△   .

2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O；
（2）分離溶液和不溶性固體采用過濾方法，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈應(yīng)取最后一次洗液，檢驗(yàn)是否含氯離子，用硝酸銀和稀硝酸來檢驗(yàn)；灼燒需要儀器為坩堝、泥三角、三角架、酒精燈等；
故答案為：過濾；取最后一次洗液，加入硝酸酸化后再加入硝酸銀溶液；坩堝、泥三角、三角架、酒精燈；
（3）氫氣具有還原性，氫氣和氧化鎢反應(yīng)生成鎢、水，反應(yīng)的方程式為WO₃+3H₂

△   .

W+3H₂O；碳或氫氣都可置換出鎢，鎢的熔點(diǎn)很高，不容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，如果用碳作還原劑，混雜在金屬中的碳不易除去，而且碳在高溫下和金屬鎢也能生成碳化鎢，不容易獲得純凈的金屬鎢，H₂作還原劑，過量的H₂會(huì)從體系中自動(dòng)逸出；
故答案為：WO₃+3H₂

△   .

W+3H₂O；因?yàn)殒u的熔點(diǎn)很高，不容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，如果用碳做還原劑，混雜在金屬中的碳不易除去，而且碳會(huì)在高溫下和金屬鎢反應(yīng)形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，用氫氣作還原劑就不存在這些問題；
（4）把五價(jià)和六價(jià)兩種價(jià)態(tài)的氧化物的化學(xué)式分別寫成WO_2.5和WO₃，設(shè)藍(lán)色氧化鎢的組成為xWO_2.5?yWO₃，
因W和O的個(gè)數(shù)之比為1：2.8，則有

x+y

2.5x+3y

=

1

2.8

，解得

x

y

=

2

3

，所以藍(lán)色氧化鎢中五價(jià)和六價(jià)兩種價(jià)態(tài)的鎢的原子數(shù)之比為2：3；故答案為：2；3．

點(diǎn)評：本題考查工業(yè)制備流程以及金屬的冶煉，題目難度不大，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，（4）是難點(diǎn)，注意根據(jù)化合價(jià)寫出化學(xué)式，根據(jù)原子守恒計(jì)算．