Question

【題目】鎢有“光明使者”的美譽,在自然界中主要以鎢(+6價)酸鹽的形式存在，黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學式常寫成(Fe、Mn)WO4,鎢酸(B)酸性很弱，難溶于水，黑鎢礦傳統冶煉工藝的第一階段是堿熔法，第二階段則是用還原劑還原出金屬鎢。化合物A、B、C含有同一元素。請回答下列問題：

（1）為提高水浸速率，采取的措施為___________________(寫兩種)。

（2）用還原劑還原出金屬鎢。

①碳和氫氣均可還原化合物C得鎢,用氫氣比用碳更具有優點,其理由是___________。

②如果用金屬鋁與化合物C反應,還原出1mol鎢至少需要鋁的質量為___________。

（3）利用“化學蒸氣轉移法”提純金屬鎢的反應原理為：W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0。

①一定溫度下,向某恒容密閉容器中加入2molI2(g)和足量W(s)達平衡后,I2(g)的轉化率為20%，則平衡時c[I2(g)]∶c[WI2(g)]=___________;相同條件下，若開始加入I2(g)的物質的量變為原來2倍，則下列數值是原來2倍的有___________(填標號)。

A．平衡常數 B．達到平衡的時間

C．I2(g)的物質的量濃度 D．平衡時WI2(g)的體積分數

②工業上利用上述反應原理提純金屬鎢的示意圖如右：

反應在真空石英管中進行，先在溫度為T1端放入不純W粉末和少量I2(g)，一段時間后，在溫度為T2的一端得到純凈的晶體，則溫度T1___________T2(填：“>”、“<”或“=”)。

（4）寫出黑鎢礦中FeWO4在步驟Ⅰ中反應的化學方程式__________________________。

Answer 1

【答案】 粉碎、攪拌、升高水溫等中的兩種即可 氫氣易與產物鎢分離且不產生有毒氣體 54g 4∶1 C < 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O

【解析】（1）粉碎、攪拌、升溫等方法都可以達到目的；正確答案：粉碎、攪拌、升高水溫等中的兩種即可；

(2)①氫氣的氧化產物為水，對環境無危害，且氣體易與固體分離；而碳的氧化產物易產生一氧化碳，對環境有危害；正確答案：氫氣易與產物鎢分離且不產生有毒氣體；

② 根據電子守恒規律：設消耗金屬鋁xmol,鎢由+6價降到0價。鋁由0價升高到+3價；

3×x=6×1，x=2mol,m(Al)= 2×27=54g, 正確答案：54g；

（3）① W(s) + I2(g) WI2(g) △H<0。

起始量 2 0

變化量 2×20% 2×20%

平衡量 1.6 0.4

則平衡時c（I2(g)）∶c（WI2(g)）=4:1 ；

平衡常數為溫度的函數，溫度不變，平衡常數不變，A錯誤；增大反應物的濃度，反應速率加快，但不是成正比關系，B錯誤；該反應為反應前后氣體的總量不變的反應，I2(g)的物質的量濃度增大2倍，相當于加壓，平衡不動，平衡時I2(g)的物質的量濃度是原平衡的2倍，平衡時WI2(g)的體積分數保持不變；C正確，D錯誤；正確答案：4∶1 ；C；

② 碘單質受熱易升華，溫度升高，碘固體變為碘蒸氣，從固體中分離；所以溫度T1小于T2； 正確答案：<；

（4）黑鎢礦在氫氧化鈉、空氣的條件下，高溫發生反應，+2價鐵變為+3價（氧化鐵），發生氧化反應，氧由0價降低到-2價，發生還原反應，然后根據電子得失守恒進行配平，正確答案： 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；