Question

3．分离混合物在工业生产中应用广泛．某含有金属钨（W）、WO₂、WO₃、W₂O₅的混合物，欲从该混合物中分离出WO₃和W₂O₅，并冶炼金属钨，其流程示意图如所示．

请阅读资料卡片并回答下列问题．
【资料卡片】
i．WO₃易溶于NaOH、Na₂CO₃和Na₂C₂O₄（草酸钠）溶液并形成钨酸盐（Na₂WO₄）；W₂O₅易被氧化，也能溶解在上述溶液中；金属钨和WO₂不溶于上述溶液．
ii．WO₃几乎不与无机酸反应．
iii．钨化合物在不同溶剂中的浸取率见下表（浸取是用溶剂溶解固体混合物，以分离可溶性组分及残渣的过程．若浸取率为100%，则固体中的可溶组分全部溶解在溶剂中）．

溶剂	煮沸时间（min）	W2O5（%）	WO3（%）	WO2	金属钨
①100g/L NaOH ②300g/LNa2CO3 ③50g/L Na2CO3 ④饱和Na2C2O4 ⑤饱和Na2C2O4（在CO2气氛下浸取）	25 7 30 60 120	72.3 76.4 100 4.2 ＜0.5	100 100 100 100 100	未检出	未检出

（1）步骤Ⅰ和Ⅳ均要进行的操作是过滤．
（2）步骤Ⅱ、Ⅲ反应的化学方程式分别是Na₂WO₄+2HCl=H₂WO₄+2NaCl、H₂WO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$WO₃+H₂O．
（3）WO₃既属于金属氧化物，也属于酸性氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式是WO₃+2OH^-=WO₄^2-+H₂O．
（4）步骤Ⅰ是将WO₃分离出来，选用的试剂a是⑤，理由是将WO₃溶解同时又能保证不被氧化W₂O₅．
（5）步骤Ⅳ可将W₂O₅分离出来，选用的试剂b是50g/L Na₂CO₃溶液，固体E中含有的物质是W、WO₂，D中溶质是Na₂WO₄．

Answer 1

分析 步骤Ⅰ是将WO₃分离出来，步骤Ⅳ可将W₂O₅分离出来，根据钨化合物在不同溶剂中的浸取率可知，试剂a应为饱和Na₂C₂O₄（在CO₂气氛下浸取），金属钨（W）、WO₂、WO₃、W₂O₅的混合物中WO₃溶解生成Na₂WO₄，与酸反应得B为H₂WO₄，B受热分解得C为WO₃，C被还原得W，固体A应为W、WO₂、W₂O₅的混合物，W₂O₅在50g/L Na₂CO₃溶液中的浸取率为100%，所以将固体A用50g/L Na₂CO₃溶液浸取，W₂O₅溶于Na₂CO₃溶液，并能被空气中氧气氧化得D溶液应为Na₂WO₄溶液，过滤得到固体E为金属钨（W）、WO₂的混合物，E被还原得到W，据此答题．

解答 解：步骤Ⅰ是将WO₃分离出来，步骤Ⅳ可将W₂O₅分离出来，根据钨化合物在不同溶剂中的浸取率可知，试剂a应为饱和Na₂C₂O₄（在CO₂气氛下浸取），金属钨（W）、WO₂、WO₃、W₂O₅的混合物中WO₃溶解生成Na₂WO₄，与酸反应得B为H₂WO₄，B受热分解得C为WO₃，C被还原得W，固体A应为W、WO₂、W₂O₅的混合物，W₂O₅在50g/L Na₂CO₃溶液中的浸取率为100%，所以将固体A用50g/L Na₂CO₃溶液浸取，W₂O₅溶于Na₂CO₃溶液，并能被空气中氧气氧化得D溶液应为Na₂WO₄溶液，过滤得到固体E为金属钨（W）、WO₂的混合物，E被还原得到W，
（1）步骤Ⅰ和Ⅳ均要分离固体和液体，所以用到的操作为过滤，
故答案为：过滤；
（2）步骤Ⅱ为与酸反应生成钨酸，反应方程式为Na₂WO₄+2HCl=H₂WO₄+2NaCl，Ⅲ反应为钨酸受热分解，反应的化学方程式为H₂WO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$WO₃+H₂O，
故答案为：Na₂WO₄+2HCl=H₂WO₄+2NaCl、H₂WO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$WO₃+H₂O；
（3）WO₃既属于金属氧化物，能与氢氧化钠反应，所以也属于酸性氧化物，与NaOH溶液反应的离子方程式是WO₃+2OH^-=WO₄^2-+H₂O，
故答案为：酸性；WO₃+2OH^-=WO₄^2-+H₂O；
（4）步骤Ⅰ是将WO₃分离出来，选用的试剂a是饱和Na₂C₂O₄（在CO₂气氛下浸取），根据钨化合物在不同溶剂中的浸取率可知，这样可以将WO₃溶解同时又能保证不被氧化W₂O₅，以便在步骤Ⅳ中将W₂O₅分离出来，
故答案为：将WO₃溶解同时又能保证不被氧化W₂O₅；
（5）根据上面的分析可知，选用的试剂b是 50g/L Na₂CO₃溶液，固体E中含有的物质是 W、WO₂，D中溶质是Na₂WO₄，
故答案为：50g/L Na₂CO₃溶液； W、WO₂．

点评 本题考查物质的分离与提纯、物质的制备等，题目较为综合且具有一定难度，做题时注意抓住题中信息，选择合适的试剂，侧重对学生获取信息应用信息的能力的考查．