Question

【題目】鎢是熔點(diǎn)最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資．自然界中鎢礦石的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)，還含少量Si、P、As的化合物．由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程如圖：

已知：①濾渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2．

②上述流程中，除最后一步外，其余步驟鎢的化合價(jià)未變．

③常溫下鎢酸難溶于水．

回答下列問題：

（1）鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價(jià)為__________，請(qǐng)寫出MnWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解反應(yīng)生成MnO2的化學(xué)方程式__________。

（2）上述流程中向粗鎢酸鈉溶液中加硫酸調(diào)pH=10后，溶液中的雜質(zhì)陰離子確SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等，則“凈化”過程中，加入H2O2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________，濾渣Ⅱ的主要成分是__________。

（3）已知?dú)溲趸�鈣和鎢酸鈣(CaWO4)都是微溶電解質(zhì)，兩者的溶解度均隨溫度升高而減�。畧D為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線，則T1時(shí)Ksp(CaWO4)=__________molL-1．將鎢酸鈉溶液加入石灰乳得到大量鎢酸鈣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________，T2時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________molL-1。

（4）硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)，利用電解法可以從碳化鎢廢料中回收鎢．電解時(shí)，用碳化鎢做陽極，不銹鋼做陰極，HCl溶液為電解液，陽極析出鎢酸并放出CO2．該陽極反應(yīng)式為__________。

Answer 1

【答案】（1）+6；2MnWO4+O2+4NaOH2MnO2+2Na2WO4+2H2O；

（2）H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O；MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4；

（3）1×10-10；WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-；1×103；（4）WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+

【解析】

試題分析：（1）鎢酸鹽FeWO4為鎢酸亞鐵，鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鐵、錳的化合價(jià)都為+2價(jià)，設(shè)鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價(jià)為+x，因化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，則+2+x+(-2)×4=0，解得x=+6，黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，根據(jù)流程圖的提示知，黑鎢礦在空氣中熔融生成WO42-、MnO2，、Fe2O3等，其中轉(zhuǎn)化中生成MnO2的化學(xué)反應(yīng)方程式為2MnWO4+O2+4NaOH2MnO2+2Na2WO4+2H2O，故答案為：+6；2MnWO4+O2+4NaOH2MnO2+2Na2WO4+2H2O；

（2）根據(jù)以上分析，加入H2O2的目的是將HAsO32-氧化成HAsO42-，離子方程式為H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O，濾液I中存在SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等離子，經(jīng)過調(diào)解pH值后，加入氯化鎂，Mg2+沉淀SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等離子，濾渣Ⅱ的主要成分是MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4，故答案為：H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O；MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4；

（3）T1時(shí)KSP(CaWO4)=c(Ca2+)c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10，將鎢酸鈉溶液加入石灰乳，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，氫氧化鈣和鎢酸根離子反應(yīng)生成鎢酸鈣沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-，T2時(shí)，C(OH-)=10-2mol/L，c(WO42-)=10-7mol/L，平衡常數(shù)K等于生成物平衡濃度系數(shù)次方之積和反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方之積，即K===1×103，故答案為：1×10-10；WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-；1×103；

（4）電解時(shí)，陰極是氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式是2H++2e-=H2↑，陽極是碳化鎢失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+，故答案為：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+。