Question

【題目】鎢是我國豐產元素，是熔點最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，鎢在自然界主要以鎢(VI) 酸鹽的形式存在。有開采價值的鎢礦石之一白鎢礦的主要成分是CaWO4 ，含有二氧化硅、氧化鐵等雜質，工業冶煉鎢流程如下：

已知：

① 鎢酸酸性很弱，難溶于水

② 完全沉淀離子的pH值：SiO32--為8，WO42--為5

③碳和金屬鎢在高溫下會反應生成碳化鎢

（1）74W在周期表的位置是第________周期。

（2）CaWO4與純堿發生的化學反應方程式是_________________。

（3）濾渣B的主要成分是（寫化學式）_____________。

調節pH可選用的試劑是：__________（填寫字母序號）。

A．氨水 B．氫氧化鈉溶液 C．鹽酸 D．碳酸鈉溶液

（4）母液中加入鹽酸的離子方程式為____________________。

檢驗沉淀C是否洗滌干凈的操作是：_______________________

（5）為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，不宜用碳而須用氫氣作還原劑的原因是：______________________________

將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中可得到鎢酸鈣，已知溫度為T時Ksp(CaWO4) =1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]= 4×10-7，當溶液中WO42－恰好沉淀完全（離子濃度等于10-5mol/L）時，溶液中等于_________________

Answer 1

【答案】 六 H2SiO3 C WO42－+2H+=H2WO4↓ 取最后一次的洗滌液少量于試管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴加1~2滴AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀 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形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，用氫氣作還原劑可避免產生以上問題。 5×10－5

【解析】白鎢礦的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化鐵等雜質，白鎢礦與碳酸鈉在1000℃溫度下反應，二氧化硅與碳酸鈉會反應生成硅酸鈉，氧化鐵不反應，得到的混合物用水浸取，過濾后的濾液經過系列操作得到WO3，說明碳酸鈉與CaWO4反應生成Na2WO4，則濾渣A為氧化鐵等，濾液中含有Na2SiO3、Na2WO4，再調節pH在5～8之間，使硅酸根轉化為H2SiO3沉淀過濾除去，母液中含有Na2WO4，再加入鹽酸得到沉淀C為H2WO4，灼燒產生三氧化鎢和水，再還原得到鎢；
（1）由74-2-8-8-18-32=6，可鎢處于第六周期；
（2）CaWO4與純堿反應生成Na2WO4、CaO與二氧化碳，反應方程式為：CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑；
（3）濾渣B的主要成分為H2SiO3，調節溶液pH使硅酸根轉化為H2SiO3沉淀過濾除去，應加入鹽酸；
（4）母液中Na2WO4與鹽酸得到H2WO4沉淀與氯化鈉，反應離子方程式為：WO42-+2H+=H2WO4↓；檢驗沉淀C是否洗滌干凈的操作是：取最后一次的洗滌液少量于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經洗滌干凈，若出現白色沉淀則表明沉淀未洗凈；
（5）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形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，用氫氣作還原劑可避免產生以上問題；
（6）當溶液中WO42-恰好沉淀完全，其離子濃度等于10-5mol/L，根據Ksp（CaWO4）=c（Ca2+）×c（WO4-）=1×10-10，則溶液中c（Ca2+）=1×10-5mol/L，再根據Ksp[Ca（OH）2]=c（Ca2+）×c2（OH-）=4×10-7，可知c（OH-）=0.2mol/L，則溶液中=5×10-5。