Question

20．黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成FeWO₄、MnWO₄．黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（如图，已知钨酸是一种难溶性强酸、对热不稳定）．

其中A、B、C 都是钨的化合物．
（1）写出A 的化学式：ANa₂WO₄；写出生成B 的化学方程式：Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl；由产品C 得到高纯度的钨，应该用H²作还原剂，写出用H²还原三氧化钨的化学方程式：WO₃ +3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$W+3H₂O
（2）目前，冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨．试确定组成为WO^2.9的氧化钨中这两种价态的钨原子数之比等于1：4．

Answer 1

分析 黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成FeWO₄、MnWO₄，加入氢氧化钠固体在空气中熔融，通过水浸过滤得到滤渣和滤液，滤液中加入浓盐酸发生反应Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl得到沉淀B为H₂WO₄ ，焙烧得到产品C，由产品C 得到高纯度的钨，
（1）根据氢氧化铁和氢氧化锰不溶于水，钨酸钠易溶于水判断A为钨酸钠；钨酸钠和浓盐酸反应生成钨酸和氯化钠，氢气还原氧化钨生成钨和水，书写化学方程式；
（2）根据在化合物中正负化合价代数和为零，进行解答．

解答 解：（1）熔融FeWO₄、MnWO₄和氢氧化钠反应生成氢氧化铁、氢氧化锰和钨酸钠，氢氧化铁和氢氧化锰不溶于水，钨酸钠易溶于水，经过水浸、过滤，A为钨酸钠，钨酸钠和浓盐酸反应生成钨酸和氯化钠，化学方程式为：Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl；钨酸高温生成氧化钨，氢气还原氧化钨生成钨和水，化学方程式为：WO₃ +3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$W+3H₂O，
故答案为：Na₂WO₄；Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl；WO₃ +3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$W+3H₂O；
（2）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）×2.9=0，解得x=+5.8，化合物中正负化合价代数和为零，设每个WO_2.9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=5.8和a+b=1解之得，b=0.8，可知这两种价态的钨原子数之比为1：4．
故答案为：1：4．

点评 本题主要考查学生常见金属的冶炼知识，并考查根据在化合物中正负化合价代数和为零进行分析解题的能力以及正确书写化学方程式的能力，需要学生在平时多加练习，题目难度中等．