Question

鎢是我國豐產(chǎn)元素，是熔點最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，有“光明使者”的美譽．鎢在自然界主要以鎢（+6價）酸鹽的形式存在．有開采價值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦．白鎢礦的主要成分是鎢酸鈣（CaWO₄）；黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學(xué)式常寫成（Fe，Mn）WO₄．黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法：

其中A、B、C都是鎢的化合物．回答：
（1）堿熔時，鎢酸亞鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵和鎢酸鈉，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）操作2的名稱是

 

，實驗室中證明沉淀B是否洗凈的方法是

 

；實驗室中焙燒需要的主要儀器有

 

；
（3）寫出用氫氣還原氧化鎢制取金屬鎢的化學(xué)方程式；

 

；為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，不宜用碳而必須用氫氣作還原劑，因為

 

．
（4）某種藍(lán)色氧化鎢的化學(xué)式可以表示為WO_2.8，一般認(rèn)為，藍(lán)色氧化鎢的顏色和非整比暗示了在化合物中存在五價和六價兩種價態(tài)的鎢．則藍(lán)色氧化鎢中這五價鎢與六價鎢的原子數(shù)目之比為

 

：

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：由流程可知，鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，根據(jù)化合價升降法配平方程式；
鎢酸錳和氫氧化鈉反應(yīng)生成鎢酸鈉和氫氧化錳，水浸時，氧化鐵和氫氧化錳不溶于水，鎢酸鈉溶于水，故過濾后得到的濾液含鎢酸鈉，故A為鎢酸鈉，鎢酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)生成鎢酸和氯化鈉；鎢酸酸性很弱，難溶于水，判斷B為鎢酸；鎢酸加熱分解產(chǎn)生三氧化鎢和水，判斷C為三氧化鎢．
（1）鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉；
（2）分離溶液和不溶性固體采用過濾方法，檢驗沉淀是否洗凈應(yīng)取最后一次洗液，因沉淀中可能含氯離子，用硝酸銀和稀硝酸來檢驗；根據(jù)灼燒操作所需儀器回答；
（3）氫氣和氧化鎢反應(yīng)生成鎢、水；鎢的熔點很高，不容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，碳或氫氣都可置換出鎢，但碳為固體，難以分離；
（4）把五價和六價兩種價態(tài)的氧化物的化學(xué)式分別寫成WO_2.5和WO₃，設(shè)藍(lán)色氧化鎢的組成為xWO_2.5?yWO₃，利用W和O的個數(shù)之比為1：2.8來解答．

解答： 解：由流程可知，鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，鎢酸錳和氫氧化鈉反應(yīng)生成鎢酸鈉和氫氧化錳，水浸時，氧化鐵和氫氧化錳不溶于水，鎢酸鈉溶于水，故過濾后得到的濾液含鎢酸鈉，故A為鎢酸鈉，鎢酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)生成鎢酸和氯化鈉；鎢酸酸性很弱，難溶于水，判斷B為鎢酸；鎢酸加熱分解產(chǎn)生三氧化鎢和水，判斷C為三氧化鎢．
（1）鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，反應(yīng)方程式為：4FeWO₄+8NaOH+O₂

△   .

2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O，
故答案為：4FeWO₄+8NaOH+O₂

△   .

2Fe₂O₃+4Na₂WO₄+4H₂O；
（2）分離溶液和不溶性固體采用過濾方法，檢驗沉淀是否洗凈應(yīng)取最后一次洗液，檢驗是否含氯離子，用硝酸銀和稀硝酸來檢驗；灼燒需要儀器為坩堝、泥三角、三角架、酒精燈等；
故答案為：過濾；取最后一次洗液，加入硝酸酸化后再加入硝酸銀溶液；坩堝、泥三角、三角架、酒精燈；
（3）氫氣具有還原性，氫氣和氧化鎢反應(yīng)生成鎢、水，反應(yīng)的方程式為WO₃+3H₂

△   .

W+3H₂O；碳或氫氣都可置換出鎢，鎢的熔點很高，不容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，如果用碳作還原劑，混雜在金屬中的碳不易除去，而且碳在高溫下和金屬鎢也能生成碳化鎢，不容易獲得純凈的金屬鎢，H₂作還原劑，過量的H₂會從體系中自動逸出；
故答案為：WO₃+3H₂

△   .

W+3H₂O；因為鎢的熔點很高，不容易轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，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(yīng)形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，用氫氣作還原劑就不存在這些問題；
（4）把五價和六價兩種價態(tài)的氧化物的化學(xué)式分別寫成WO_2.5和WO₃，設(shè)藍(lán)色氧化鎢的組成為xWO_2.5?yWO₃，
因W和O的個數(shù)之比為1：2.8，則有

x+y

2.5x+3y

=

1

2.8

，解得

x

y

=

2

3

，所以藍(lán)色氧化鎢中五價和六價兩種價態(tài)的鎢的原子數(shù)之比為2：3；故答案為：2；3．

點評：本題考查工業(yè)制備流程以及金屬的冶煉，題目難度不大，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，（4）是難點，注意根據(jù)化合價寫出化學(xué)式，根據(jù)原子守恒計算．