Question

1．鎢是熔點最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資．自然界中鎢主要存在于黑鎢礦中，其主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽（FeWO₄、MnWO₄），還含少量Si、As的化合物．由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程如圖1：

已知：
①濾渣I的主要成份是Fe₂O₃、MnO₂
②上述流程中，鎢的化合價只有在最后一步發(fā)生改變．
③常溫下鎢酸難溶于水．
（1）鎢酸鹽（FeWO₄、MnWO₄）中鎢元素的化合價為+6，請寫出MnWO₄在熔融條件下發(fā)生堿分解反應生成Fe₂O₃的化學方程式4FeWO₄+O₂+8NaOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O
（2）上述流程中向粗鎢酸鈉溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的雜質陰離子確SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-等，則“凈化”過程中，加入H₂O₂時發(fā)生反應的離子方程式為H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O，濾渣Ⅱ的主要成分是MgSiO₃、MgHAsO₄
（3）已知氫氧化鈣和鎢酸鈣（CaWO₄）都是微溶電解質，兩者的溶解度均隨溫度升高而減�。畧D2為不同溫度下Ca（OH）₂、CaWO₄的沉淀溶解平衡曲線，則：
①T₁＜ T₂（填“＞”或“＜”）T₁時Ksp（CaWO₄）=1×10^-10
②將鎢酸鈉溶液加入石灰乳得到大量鎢酸鈣，發(fā)生反應的離子方程式為WO₄^2-+Ca（OH）₂=CaWO₄+2OH^-．

Answer 1

分析 由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程：向黑鎢礦中（主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽（FeWO₄、MnWO₄），還含少量Si、As的化合物）中加入氧氣和氫氧化鈉，主要反應為：2MnWO₄+O₂+4NaOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MnO₂+2Na₂WO₄+2H₂O，4FeWO₄+O₂+8NaOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O，鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應生成氧化鐵和鎢酸鈉，鎢酸錳和氫氧化鈉反應生成鎢酸鈉和二氧化錳，Si、As生成相應的鹽，水浸時，氧化鐵和二氧化錳不溶于水，鎢酸鈉溶于水，故過濾后得到的濾液主要含鎢酸鈉，濾渣I的主要成份是Fe₂O₃、MnO₂，鎢酸鈉和濃硫酸反應生成鎢酸和硫酸鈉；加入過氧化氫，HAsO₃^2-氧化為HAsO₄^2-，加入氯化鎂，生成難溶于水的MgSiO₃、MgHAsO₄，過濾，濾渣Ⅱ為：MgSiO₃、MgHAsO₄，濾液為鎢酸鈉，酸化，加熱分解產生三氧化鎢和水，用還原劑還原三氧化鎢生成鎢，據此分析解答．

解答 解：（1）鎢酸鹽（FeWO₄、MnWO₄）中鐵元素、錳元素化合價為+2價，氧元素-2價，化合物中化合價代數和為0，則鎢元素的化合價為+6；黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，根據流程圖的提示知，黑鎢礦在空氣中熔融生成WO₄^2-、MnO₂，、Fe₂O₃等，化學反應方程式為2MnWO₄+O₂+4NaOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2MnO₂+2Na₂WO₄+2H₂O，4FeWO₄+O₂+8NaOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O；
故答案為：+6；4FeWO₄+O₂+8NaOH$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O；
（2）加入過氧化氫，HAsO₃^2-氧化為HAsO₄^2-，離子方程式為：H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O，加入氯化鎂，生成難溶于水的MgSiO₃、MgHAsO₄，過濾，濾渣Ⅱ為：MgSiO₃、MgHAsO₄；
故答案為：H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O；MgSiO₃、MgHAsO₄；
（3）①根據圖象可知，氫氧化鈣和鎢酸鈣（CaWO₄）在鈣離子濃度相同時，T₁溫度下陰離子濃度大于T₂，說明T₁時的溶度積大于T₂，溶度積越大，則溶解度越大，所以T₁時溶解度較大，由于“已知氫氧化鈣和鎢酸鈣（CaWO₄）都是微溶電解質，兩者的溶解度均隨溫度升高而減小”，則T₁＜T₂，T₁時K_SP（CaWO₄）=c（Ca²⁺）•c（WO₄^2-）=1×10^-5×1×10^-5=1×10^-10，
故答案為：＜；1×10^-10；
②將鎢酸鈉溶液加入石灰乳，發(fā)生復分解反應，氫氧化鈣和鎢酸根離子反應生成鎢酸鈣沉淀，反應的離子方程式為：WO₄^2-+Ca（OH）₂=CaWO₄+2OH^-；
故答案為：WO₄^2-+Ca（OH）₂=CaWO₄+2OH^-．

點評 本題考查了物質的制備，涉及對工藝流程的理解、氧化還原反應、對條件的控制選擇與理解等，理解工藝流程原理是解題的關鍵，是對學生綜合能力的考查，需要學生具備扎實的基礎與靈活運用能力，題目難度中等．