[题目]钨是我国丰产元素.科研专家经过长期勘测评审.于2016年元月确认江西省浮梁县存在着世界上最大的钨矿.从而进一步确立了江西省“世界钨都的地位.自然界中钨有部分是以钨(+6价)酸盐的形式存在.黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4.MnWO4).含有SiO2.Al2O3等杂质.现用黑钨矿制备金属钨的流程图如图: 说明:a:反应①是在高温熔融下� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】钨是我国丰产元素。科研专家经过长期勘测评审，于2016年元月确认江西省浮梁县存在着世界上最大的钨矿。从而进一步确立了江西省“世界钨都”的地位。自然界中钨有部分是以钨（+6价）酸盐的形式存在。黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO4、MnWO4），含有SiO2、Al2O3等杂质。现用黑钨矿制备金属钨的流程图如图：

说明：a：反应①是在高温熔融下进行的，烧结物成分为：Fe2O3、Mn2O4、NaAlO2、Na2SiO3、Na2WO4

b：生成Fe2O3的反应为：4FeWO4+4Na2CO3+O2=4Na2WO4+4CO2+2Fe2O3

c：在pH值3.0～4.4的热溶液中，用盐酸沉淀出钨酸与杂质分离，灼烧后即为三氧化钨

回答下列问题：

（1）写出烧结物中生成Na2SiO3的化学反应方程式：__，生成Mn2O4与生成Fe2O3所发生的反应原理相同，请写出生成Mn3O4的化学反应方程式：___。

（2）操作3需要用到玻璃仪器的有：__。

（3）通入足量CO2时发生的离子反应方程式为：___、___。

（4）上述流程最后步骤中钨的制备属于工业冶炼金属的何种方法___。

（5）我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用另外的反应制得了一种黄色的、非整比的钨的氧化物WO（3-x），这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原得优点。一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在正五价和正六价两种状态的钨，若x的值为0.1，则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数之比为___。

【答案】Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 6MnWO4+6Na2CO3+O2=6Na2WO4+6CO2+2Mn3O4 玻璃棒、烧杯、漏斗 CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3- 2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3- 热还原法 1：4

【解析】

黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO4、MnWO4）．含有SiO2、Al2O3等杂质在空气中加入氢氧化钠熔融，烧结物成分为：Fe2O3、Mn2O4、NaAlO2、Na2SiO3、Na2WO4，冷却溶解过滤得到滤液A，在pH值3.0～4.4的热溶液中，用盐酸沉淀出钨酸B与杂质分离，灼烧后即为三氧化钨，氢气还原氧化钨得到金属钨，据此分析作答。

（1）碳酸钠和二氧化硅混合加热反应生成硅酸钠和二氧化碳，烧结物中生成Na2SiO3的化学反应方程式为：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，结合反应4FeWO4+4Na2CO3+O2=4Na2WO4+4CO2+2Fe2O3，生成Mn2O4与生成Fe2O3所发生的反应原理相同，类推得到，MnWO4、Na2CO3与空气中的氧气反应生成Na2WO4、CO2和Mn3O4，所以生成Mn3O4的化学反应方程式为：6MnWO4+6Na2CO3+O2=6Na2WO4+6CO2+2Mn3O4；

（2）操作3为分离溶液和固体的过滤操作，需要用到玻璃仪器的有：玻璃棒、烧杯、漏斗；

（3）滤液1中通入过量二氧化碳，溶液中偏铝酸根离子和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，通入足量CO2时发生的离子反应方程式为：CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，二氧化碳和硅酸根离子反应生成白色沉淀硅酸，反应的离子方程式为：2CO2+SiO32-+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-；

（4）分析可知，H2WO4脱水产物为WO3，通入氢气还原生成钨金属，WO3+3H2W+3H2O，冶炼的方法属于热还原法；

（5）钨的氧化物WO（3-x）中x=0.1，则钨的氧化物为WO2.9，设正五价钨为x、正六价的钨为（1-x），根据化合价代数和等于0，5x+6(1-x)=2.9×2,x=0.2，正五价和正六价两种状态的钨的比为0.2：(1-0.2)=1:4。

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已知：常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38, Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10-20。

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（2）最适合的试剂A是________（写化学式）溶液，固体2的成份为PbSO4和_______。当试剂A的浓度为6mol·L-1时，“浸出”实验中，铜的浸出率结果如图所示。所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______________。

（3）最适合的试剂B是_______(填序号)，最适合的试剂C是______（填序号），固体3的成份为_________________________。

a．Cl2 b．CuO c．酸性高锰酸钾溶液 d．NaOH e．H2O2 溶液 f．K2CO3

（4）操作1如在实验室中进行，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______，操作2的步骤为________________过滤、洗涤。

（5）根据已知信息，请计算：当Fe3+完全沉淀时，溶液中Al3+理论最大浓度为______。（提示：当离子浓度≤1×10-5mol·L时，认为该离子沉淀完全）

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