Question

钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资，广泛用于钢铁工业，电真空照明材料等方面。黑钨矿是一种有开采价值的钨矿石，其主要成分是铁和锰的钨酸盐（常用FeWO₄、MnWO₄表示）。它的传统冶炼工艺的第一阶段如下图所示：

注：①上述流程中钨的化合价不变   ②钨酸（H₂WO₄）是一种难溶性酸

（1）写出C的化学式：______；写出生成B的化学方程式：_________

（2）上述流程中，第一次过滤所得滤渣的主要成份除MnO₂外，还含有_________，请写出FeWO₄在熔融条件下发生反应生成该成分的化学方程式_________

（3）冶炼金属钨是用非整比的钨氧化物为原料，钨元素在其中存在两种价态：+5价和+6价，试确定组成为WO_2.7的氧化钨中两种对应价态的钨原子个数的整数比为_____________。

（4）黑钨矿还含少量Si、As的化合物，上述流程需优化（见下图）。向含Na₂WO₄的滤液中加硫酸调节pH=10后，再除杂净化。

则“净化”过程中，加入H₂O₂的目的是__________，滤渣Ⅰ的主要成分是____________。

（5）某温度下，Ca(OH)₂、CaWO₄的相关数据见下表

项目	CaWO4	Ca(OH)2
-lgc（阴离子）	4	2
-lgc（Ca^2+）	6	4

将钨酸钠溶液加入石灰乳中，发生反应的离子方程式为WO₄^2-(aq)+Ca(OH)₂(s) CaWO₄(s)+2OH^-(aq)该温度下此反应的平衡常数为______mol/L。

Answer

WO3 Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl Fe2O3 4FeWO4+ O2+ 8NaOH =2Fe2O3↓＋4Na2WO4 + 4H2O 3 : 2 （或2 : 3 ) 将含砷化合物氧化以便更好地除去杂质（其它合理解释也可） MgSiO3 MgHAsO4 100

【解析】熔融FeWO4、MnWO4和氢氧化钠在氧气的作用下，反应生成Fe2O3、MnO2和钨酸钠，MnO2和Fe2O3均不溶于水，钨酸钠易溶于水，经过水浸、过滤，滤液为钨酸钠溶液；钨酸钠和浓盐酸反应生成钨酸(B)和氯化钠，化学方程式为：Na2WO4 +2HCl═H2WO4↓+2NaCl；钨酸高温生成氧化钨(C)，氢气还原氧化钨生成钨和水，化学方程式为：WO3 +3H2W+3H2O；

(1)由分析可知C的化学式为WO3 ；生成B的化学方程式为Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl；

(2)上述流程中，第一次过滤所得滤渣的主要成份除MnO2外，还含有Fe2O3，FeWO4在熔融条件下与NaOH、O2发生反应生成Fe2O3的化学方程式为4FeWO4+ O2+ 8NaOH =2Fe2O3↓＋4Na2WO4 + 4H2O；

(3)这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨，设钨的平均价态为x，则x+(-2)×2.8=0，解得x=+5.6，化合物中正负化合价代数和为零，设每个WO2.8的分子中五价的原子个数为a，六价的原子个数为b，则有5a+6b=5.6和a+b=1解之得，b=0.4，a=0.6，可知这两种价态的钨原子数之比为0.6:0.4=3:2；

(4)H2O2有强氧化性，“净化”过程中，加入H2O2的目的是 将含砷化合物氧化以便更好地除去杂质，滤渣Ⅰ的主要成分是Mg2+与溶液中的SiO32-和HAsO42-生成的不溶物MgSiO3和MgHAsO4 ；

(5)已知CaWO4(s)WO42-(aq)+Ca2+(aq)，ksp(CaWO4)=c(WO42-)×c(Ca2+)=1×10-6×1×10-4=1×10-10；Ca(OH)2(s)2OH-(aq)+Ca2+(aq)，ksp(Ca(OH)2)=c2(OH-)×c(Ca2+)=(1×10-2)2×1×10-4=1×10-8；则WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)该温度下此反应的平衡常数=ksp(Ca(OH)2)÷ksp(CaWO4)=(1×10-8)÷(1×10-10)=100。