Question

【題目】鎢是熔點最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資，廣泛用于鋼鐵工業(yè)，電真空照明材料等方面。黑鎢礦是一種有開采價值的鎢礦石，其主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽（常用FeWO4、MnWO4表示）。它的傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段如下圖所示：

注：①上述流程中鎢的化合價不變 ②鎢酸（H2WO4）是一種難溶性酸

（1）寫出C的化學(xué)式：______；寫出生成B的化學(xué)方程式：_________

（2）上述流程中，第一次過濾所得濾渣的主要成份除MnO2外，還含有_________，請寫出FeWO4在熔融條件下發(fā)生反應(yīng)生成該成分的化學(xué)方程式_________

（3）冶煉金屬鎢是用非整比的鎢氧化物為原料，鎢元素在其中存在兩種價態(tài)：+5價和+6價，試確定組成為WO2.7的氧化鎢中兩種對應(yīng)價態(tài)的鎢原子個數(shù)的整數(shù)比為_____________。

（4）黑鎢礦還含少量Si、As的化合物，上述流程需優(yōu)化（見下圖）。向含Na2WO4的濾液中加硫酸調(diào)節(jié)pH=10后，再除雜凈化。

則“凈化”過程中，加入H2O2的目的是__________，濾渣Ⅰ的主要成分是____________。

（5）某溫度下，Ca(OH)2、CaWO4的相關(guān)數(shù)據(jù)見下表

項目	CaWO4	Ca(OH)2
-lgc（陰離子）	4	2
-lgc（Ca2+）	6	4

將鎢酸鈉溶液加入石灰乳中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為______mol/L。

Answer 1

【答案】 WO3 Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl Fe2O3 4FeWO4+ O2+ 8NaOH =2Fe2O3↓＋4Na2WO4 + 4H2O 3 : 2 （或2 : 3 ) 將含砷化合物氧化以便更好地除去雜質(zhì)（其它合理解釋也可） MgSiO3 MgHAsO4 100

【解析】熔融FeWO4、MnWO4和氫氧化鈉在氧氣的作用下，反應(yīng)生成Fe2O3、MnO2和鎢酸鈉，MnO2和Fe2O3均不溶于水，鎢酸鈉易溶于水，經(jīng)過水浸、過濾，濾液為鎢酸鈉溶液；鎢酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)生成鎢酸(B)和氯化鈉，化學(xué)方程式為：Na2WO4 +2HCl═H2WO4↓+2NaCl；鎢酸高溫生成氧化鎢(C)，氫氣還原氧化鎢生成鎢和水，化學(xué)方程式為：WO3 +3H2W+3H2O；

(1)由分析可知C的化學(xué)式為WO3 ；生成B的化學(xué)方程式為Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl；

(2)上述流程中，第一次過濾所得濾渣的主要成份除MnO2外，還含有Fe2O3，F(xiàn)eWO4在熔融條件下與NaOH、O2發(fā)生反應(yīng)生成Fe2O3的化學(xué)方程式為4FeWO4+ O2+ 8NaOH =2Fe2O3↓＋4Na2WO4 + 4H2O；

(3)這種氧化鎢中存在五價和六價兩種價態(tài)的鎢，設(shè)鎢的平均價態(tài)為x，則x+(-2)×2.8=0，解得x=+5.6，化合物中正負化合價代數(shù)和為零，設(shè)每個WO2.8的分子中五價的原子個數(shù)為a，六價的原子個數(shù)為b，則有5a+6b=5.6和a+b=1解之得，b=0.4，a=0.6，可知這兩種價態(tài)的鎢原子數(shù)之比為0.6:0.4=3:2；

(4)H2O2有強氧化性，“凈化”過程中，加入H2O2的目的是 將含砷化合物氧化以便更好地除去雜質(zhì)，濾渣Ⅰ的主要成分是Mg2+與溶液中的SiO32-和HAsO42-生成的不溶物MgSiO3和MgHAsO4 ；

(5)已知CaWO4(s)WO42-(aq)+Ca2+(aq)，ksp(CaWO4)=c(WO42-)×c(Ca2+)=1×10-6×1×10-4=1×10-10；Ca(OH)2(s)2OH-(aq)+Ca2+(aq)，ksp(Ca(OH)2)=c2(OH-)×c(Ca2+)=(1×10-2)2×1×10-4=1×10-8；則WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)=ksp(Ca(OH)2)÷ksp(CaWO4)=(1×10-8)÷(1×10-10)=100。