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钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是...

钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下:

已知:

①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2

②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。

③常温下钨酸难溶于水。

(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为____,请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式:___________________________________________________________________

(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子为SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,则净化过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为___________________________________________________________,滤渣Ⅱ的主要成分是___________________________

(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

T1_____T2(填“>”“<”)T1Ksp(CaWO4)=______________

②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为___________________________________________________

 

+6 4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O MgSiO3 MgHAsO4 < 1×10-10 WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH- 【解析】 由流程可知,钨酸亚铁和氢氧化钠、氧气反应生成氧化铁和钨酸钠,钨酸锰和氢氧化钠反应生成钨酸钠和氢氧化锰,水浸时,氧化铁和氢氧化锰不溶于水,钨酸钠溶于水,故过滤后得到的滤液含钨酸钠,滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2,钨酸钠和浓硫酸反应生成钨酸和硫酸钠;加入过氧化氢,氧化+5价的钨为+6价,加入氯化镁,生成难溶于水的MgSiO3、MgHAsO4,过滤,滤液为钨酸钠,酸化,加热分解产生三氧化钨和水,用还原剂还原三氧化钨生成钨,据此分析解答。 (1)钨酸盐FeWO4为钨酸亚铁,钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中铁、锰的化合价都为+2价,设钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为+x,因化合物中正负化合价代数和为零,则+2+x+(-2)×4=0,解得x=+6。根据流程图可知钨酸亚铁和氢氧化钠、氧气反应生成氧化铁和钨酸钠,反应的方程式为4FeWO4+O2+8NaOH 2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;(2)根据以上分析,加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-,离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O,滤液I中存在SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等离子,经过调解pH值后,加入氯化镁,Mg2+沉淀SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等离子,滤渣Ⅱ的主要成分是MgSiO3、MgHAsO4 ;(3)①根据图象可知,氢氧化钙和钨酸钙在钙离子浓度相同时,T1温度下阴离子浓度大于T2,说明T1时的溶度积大于T2,溶度积越大,则溶解度越大,所以T1时溶解度较大,由于“已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小”,则T1<T2;T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)•c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10;②将钨酸钠溶液加入石灰乳,发生复分解反应,氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀,反应的离子方程式为WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-。
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考点分析:
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NOx(主要指NONO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:

2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)   ΔH=−116.1 kJ·mol−1

3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)   ΔH=75.9 kJ·mol−1

反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)ΔH=___________kJ·mol−1

(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:____________________________________

(3)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2(NH2)2CO生成N2CO2的反应。写出该反应的化学方程式:____________________________________

(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3NOx反应生成N2

①NH3NO2生成N2的反应中,当生成1 mol N2时,转移的电子数为__________mol。

将一定比例的O2、NH3NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图)。

反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是____________________________;当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________

 

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三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}易溶于水,难溶于乙醇,可用于摄影和蓝色印刷。三草酸合铁酸钾晶体在110 ℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。

(1)分解得到的气体产物用如下装置进行实验:

检查装置气密性后,先通一段时间的N2,其目的是________________;结束实验时,先熄灭酒精灯再通入N2至常温。实验过程中观察到BF中澄清石灰水都变浑浊,E中有红色固体生成,则分解得到的气体产物是________

(2)分解得到的固体产物含有K2CO3FeOFe,加水溶解、过滤、洗涤、干燥,得到含铁样品。现设计下列两种实验方案对该样品进行铁元素含量测定:

(甲)a g样品溶液 得固体b g

(乙)a g样品配制250 mL溶液三次平均消耗0.1 mol·L1酸性KMnO4溶液V mL

你认为以上________(”)方案可确定样品的组成,测得铁元素的含量是________,不可确定样品组成的方案的理由是____________

 

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25 ℃时,c(CH3COOH)c(CH3COO)0.1 mol·L1CH3COOHCH3COONa的混合溶液中,c(CH3COOH)c(CH3COO)pH的关系如图所示。下列叙述正确的是(  )

A.25 ℃时,CH3COOH的电离常数K5×102.75

B.pH增大,c(CH3COOH)/c(CH3COO)增大

C.pH4的混合溶液中c(CH3COO)c(CH3COOH)c(H)c(OH)

D.pH5的混合溶液中c(H)c(Na)c(CH3COOH)c(OH)0.1 mol·L1

 

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如图所示装置,开关K闭合时,电流表指针发生偏转,下列有关开关K闭合时的说法正确的是(  )

A.b极是负极

B.a极电极反应式为H22e===2H

C.当装置中有1 mol电子通过时,右池产生标准状况下5.6 L气体

D.电池总反应式为2H2O2===2H2O

 

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已知反应:C8H14O42H2OX2CH3OH(已配平)。符合该反应的有机物X(不考虑立体异构)(  )

A.8 B.9

C.10 D.12

 

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