Question

【題目】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)，還含有少量Si、As的化合物。由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程如下：

已知：①濾渣Ⅰ的主要成分是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常溫下鎢酸溶于水。

（1）鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價為______，請寫出FeWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解生成Fe2O3的化學方程式：_____________。

（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含有SiO32—、HAsO32—、HAsO42—等，則“凈化”過程中，加入H2O2時發(fā)生反應的離子方程式為HAsO32—＋H2O2===HAsO42—＋H2O，濾渣Ⅱ的主要成分是________。

（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的升高而減小。如圖為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線。則：

①T1_____T2(填“>”或“<”)；T1℃時Ksp(CaWO4)＝______。

②向鎢酸鈉溶液中加入石灰乳會得到大量鎢酸鈣，發(fā)生反應的離子方程式為__________。

Answer 1

【答案】＋6 4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O HAsO32—＋H2O2===HAsO42—＋H2O MgSiO3、MgHAsO4 1×10－10 WO42—＋Ca(OH)2===CaWO4＋2OH－

【解析】

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，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；濾液中鎢酸鈉和濃硫酸反應生成鎢酸和硫酸鈉；加入過氧化氫，HAsO32-被氧化為HAsO42-，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(jù)此分析解答。

(1)由流程圖和信息知，鎢的化合價只有在最后一步發(fā)生改變，WO3中W的化合價為＋6，則鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價為＋6，Fe的化合價為＋2，FeWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解反應，由流程圖可知有空氣中的氧氣和NaOH參加反應，生成Fe2O3、Na2WO4，氧化劑為O2，配平方程式得4FeWO4＋8NaOH＋O22Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O；

(2)加入H2O2時陰離子HAsO32-能被氧化為HAsO42-，離子方程式為HAsO32-＋H2O2=== HAsO42-＋H2O；加入MgCl2生成沉淀，結合溶液中存在的陰離子，濾渣Ⅱ是MgSiO3、MgHAsO4；

(3)①氫氧化鈣和鎢酸鈣的溶解度均隨溫度升高而減小，Ksp值也隨之減小，由圖象可知，在陽離子濃度相同時T1 ℃的陰離子濃度大于T2 ℃的陰離子濃度，則T1 ℃對應的Ksp大于T2 ℃對應的Ksp，所以T1<T2；取T1 ℃時的起點，Ksp(CaWO4)＝c(Ca2＋)×c(WO42)＝10－7×10－3＝10－10；

②鎢酸鈉溶液中加入石灰乳，石灰乳微溶，不可拆，離子方程式為WO42＋Ca(OH)2===CaWO4＋2OH－。