Question

【题目】钨有“光明使者”的美誉,在自然界中主要以钨(+6价)酸盐的形式存在，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe、Mn)WO4,钨酸(B)酸性很弱，难溶于水，黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法，第二阶段则是用还原剂还原出金属钨。化合物A、B、C含有同一元素。请回答下列问题：

（1）为提高水浸速率，采取的措施为___________________(写两种)。

（2）用还原剂还原出金属钨。

①碳和氢气均可还原化合物C得钨,用氢气比用碳更具有优点,其理由是___________。

②如果用金属铝与化合物C反应,还原出1mol钨至少需要铝的质量为___________。

（3）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为：W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0。

①一定温度下,向某恒容密闭容器中加入2molI2(g)和足量W(s)达平衡后,I2(g)的转化率为20%，则平衡时c[I2(g)]∶c[WI2(g)]=___________;相同条件下，若开始加入I2(g)的物质的量变为原来2倍，则下列数值是原来2倍的有___________(填标号)。

A．平衡常数 B．达到平衡的时间

C．I2(g)的物质的量浓度 D．平衡时WI2(g)的体积分数

②工业上利用上述反应原理提纯金属钨的示意图如右：

反应在真空石英管中进行，先在温度为T1端放入不纯W粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T2的一端得到纯净的晶体，则温度T1___________T2(填：“>”、“<”或“=”)。

（4）写出黑钨矿中FeWO4在步骤Ⅰ中反应的化学方程式__________________________。

Answer 1

【答案】 粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可 氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体 54g 4∶1 C < 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O

【解析】（1）粉碎、搅拌、升温等方法都可以达到目的；正确答案：粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可；

(2)①氢气的氧化产物为水，对环境无危害，且气体易与固体分离；而碳的氧化产物易产生一氧化碳，对环境有危害；正确答案：氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体；

② 根据电子守恒规律：设消耗金属铝xmol,钨由+6价降到0价。铝由0价升高到+3价；

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

（3）① W(s) + I2(g) WI2(g) △H<0。

起始量 2 0

变化量 2×20% 2×20%

平衡量 1.6 0.4

则平衡时c（I2(g)）∶c（WI2(g)）=4:1 ；

平衡常数为温度的函数，温度不变，平衡常数不变，A错误；增大反应物的浓度，反应速率加快，但不是成正比关系，B错误；该反应为反应前后气体的总量不变的反应，I2(g)的物质的量浓度增大2倍，相当于加压，平衡不动，平衡时I2(g)的物质的量浓度是原平衡的2倍，平衡时WI2(g)的体积分数保持不变；C正确，D错误；正确答案：4∶1 ；C；

② 碘单质受热易升华，温度升高，碘固体变为碘蒸气，从固体中分离；所以温度T1小于T2； 正确答案：<；

（4）黑钨矿在氢氧化钠、空气的条件下，高温发生反应，+2价铁变为+3价（氧化铁），发生氧化反应，氧由0价降低到-2价，发生还原反应，然后根据电子得失守恒进行配平，正确答案： 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；