Question

鎢是我國豐產元素，是熔點最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，在自然界主要以鎢（+6價）酸鹽的形式存在．有開采價值的鎢礦石之一黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學式常寫成FeWO₄和MnWO₄，鎢酸（H₂WO₄）酸性很弱，難溶于水．碳和金屬鎢在高溫下會反應生成碳化鎢．
黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法：

（1）黑鎢礦浸入NaOH熔融液過程需通入大量空氣，目的是為了使鐵和錳轉化為氧化物，其中一種紅棕色的氧化物化學式為

 

；
（2）①已知A的主要成分為Na₂WO₄，請寫出Na₂WO₄與濃鹽酸反應的離子方程式

 

；
②上述流程中B、C都是鎢的化合物，則步驟（3）中B→C轉化屬于

 

；（填四種基本反應類型之一）
（3）鎢冶煉工藝的第二階段則是用碳、氫氣等還原劑把氧化鎢（WO₃）還原為金屬鎢．對鎢的純度要求不高時，可用碳作還原劑．寫出用碳還原氧化鎢制取金屬鎢的化學方程式：

 

；為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，為什么不宜用碳而必須用氫氣作還原劑？

 

．
（4）常溫下，黑鎢礦中FeWO₄和MnWO₄的溶度積常數(shù)分別為：K_sp（FeWO₄）=2.5×10^-12；K_sp（MnWO₄）=7.5×10^-16；欲將體積為1L含MnWO₄物質的量為0.6mol懸濁液全部轉化為FeWO₄懸濁液，理論上可往MnWO₄懸濁液加入等體積一定濃度的FeCl₂溶液完成上述轉化；請計算所加入FeCl₂溶液濃度為

 

mol/L（精確到小數(shù)點后一位），所以實際生產過程

 

（填“能”或“不能”）通過加入FeCl₂溶液的方法實現(xiàn)上述轉化．（溶液混合體積變化可忽略）

Answer 1

分析：（1）氧化鐵是一種紅棕色的固體物質；
（2）Na₂WO₄與濃鹽酸反應生成氯化鈉和H₂WO₄；
（3）用碳、氫氣等還原劑可以把氧化鎢（WO₃）還原為金屬鎢，用碳做還原劑，混雜在金屬中的碳不易除去，而且碳會在高溫下和金屬鎢反應形成碳化鎢；
（4）根據K_sp（FeWO₄）=c（Fe²⁺）?c（WO₄^2-）=2.5×10^-12，結合亞鐵離子的濃度計算即可．

解答：解：（1）氧化鐵是一種紅棕色的固體物質，
故答案為：Fe₂O₃；
（2）①Na₂WO₄與濃鹽酸反應生成氯化鈉和H₂WO₄，離子方程式為：WO₄^2-+2H⁺═H₂WO₄↓，
故答案為：WO₄^2-+2H⁺═H₂WO₄↓；
②H₂WO₄易分解為氧化鎢和水，屬于分解反應，
故答案為：分解反應；
（3）用碳、氫氣等還原劑可以把氧化鎢（WO₃）還原為金屬鎢，2WO₃+3C

高溫  .

2W+3CO₂↑，因為鎢的熔點很高，不容易轉變?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，而且碳會在高溫下和金屬鎢反應形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，但是用氫氣作還原劑就不存在這些問題，
故答案為：2WO₃+3C

高溫  .

2W+3CO₂↑；因為鎢的熔點很高，不容易轉變?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，而且碳會在高溫下和金屬鎢反應形成碳化鎢，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）根據K_sp（FeWO₄）=c（Fe²⁺）?c（WO₄^2-）=2.5×10^-12，K_sp（MnWO₄）=7.5×10^-16，體積為1L含MnWO₄物質的量為0.6mol，c（Fe²⁺）=

Ksp

c(WO42-)

，解得c（Fe²⁺）=2000mol/L，這種濃度的溶液無法配置，
故答案為：2000；不能．

點評：本題是一道綜合知識的考查題，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．