Question

鎢是我國的豐產(chǎn)元素，是熔點最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，有“光明使者”的美譽。
鎢在自然界主要以鎢（Ⅴ）酸鹽的形式存在。有開采價值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦。白鎢礦的主要成分是鎢酸鈣（CaWO₄），黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學式常寫作（Fe，Mn）WO₄。黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法：

其中A、B、C都是鎢的化合物。
（1）寫出上述流程中A、B、C的化學式：A_____________、B_____________、C____________，以及步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中發(fā)生反應的化學方程式：_________________、_______________、________________。
（2）鎢冶煉工藝的第二階段則是用碳、氫氣等還原劑把氧化鎢還原為金屬鎢。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：____________________________________。
（3）為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，不宜用碳而必須用氫氣作還原劑，為什么？______________________，寫出用氫氣還原氧化鎢制取金屬鎢的化學方程式：_____________________。

Answer 1

（1）Na₂WO₄；H₂WO₄；WO₃；

4FeWO₄（s）+8NaOH（l）+O₂（g）=4Na₂WO₄（l）+2Fe₂O₃（s）+4H₂O（g）、2MnWO₄（s）+4NaOH（l）+O₂（g）=2Na₂WO₄（l）+2MnO₂（s）+2H₂O（g）；

Na₂WO₄（aq）+2HCl（aq）=H₂WO₄（s）+2NaCl（aq）；

H₂WO₄（s）WO₃（s）+H₂O（g）
（2）2WO₃（s）+3C（石墨）2W（s）+3CO₂（g）
（3）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生成碳化鎢（WC），不容易獲得純的金屬鎢；WO₃（s）+3H₂（g）W（s）+3H₂O（g）

【試題分析】
（1）從題中信息可知鎢酸鈉應是可溶于水的鹽，黑鎢礦中鐵、錳元素都進入了濾渣中，所以濾液A的主要成分是Na₂WO₄，B是不溶于水的H₂WO₄，最后鎢元素將轉變?yōu)閃O₃。有關反應的化學方程式見下面答案（1）。
（2）根據(jù)以前所學過的知識不難寫出用碳還原氧化鎢制取金屬鎢的化學方程式：2WO₃（s）+3C（石墨）2W（s）+3CO₂（g）。
（3）因為鎢的熔點很高，不易轉變?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生成碳化鎢（WC），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。反應的化學方程式為WO₃（s）+3H₂（g）W（s）+3H₂O（g）。