Question

2．钨在自然界主要以钨（+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FeWO₄、M_nWO₄．黑钨矿冶炼金属钨的流程如图1（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．完成下列填空：

（1）上述从黑钨矿获得单质钨的过程中属于氧化还原反应的是④（填数字序号）．
（2）操作①的名称为过滤，得到的滤液为钨酸的钠盐，写出反应②的化学方程式Na₂WO₄+2HCl→H₂WO₄↓+2NaCl．该过程中产品C为WO₃，从产品C获得纯度较高的钨的另一反应原料应该为H₂或CO．
（3）若制得的钨中含有少量金属铁，为测定其中金属钨的含量（已知金属钨不溶于盐酸），甲同学用下列装置进行测定，相关实验步骤①加好称量好的样品和盐酸，记录B的液面位置；②检查气密性．③待A中不再有气体产生并恢复至室温后，记录B的液面位置；④将A中盐酸与样品混合；正确的操作顺序是②①④③填序号）．
（4）若实验用样品的质量为a g，加入20mL盐酸与之充分反应后，测得排出水的体积为VL（标准状况下），测得的H₂的体积应为VL，样品中的钨的质量分数的计算式为$\frac{22.4a-56V}{22.4a}×100%$．
（5）在读取图2C装置液面数据时，应先，再平视读数，若样品中含有不溶于酸，也不与酸反应的物质，则测得钨的质量分数将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）．

Answer 1

分析 黑钨矿碱溶后，得到得到的滤液为钨酸的钠盐，加入浓盐酸，制取钨酸；钨酸（H₂WO₄）加热分解产生三氧化钨（WO₃），判断C为三氧化钨（WO₃）；H₂、CO等还原氧化钨生成钨；
（1）根据化合价升降分析氧化还原反应；
（2）操作①之后，分为滤渣和滤液，故为过滤；钨酸钠和浓盐酸反应生成钨酸（H₂WO₄）和氯化钠；钨酸（H₂WO₄）加热分解产生三氧化钨（WO₃）和水，判断C为三氧化钨（WO₃）；H₂、CO还原氧化钨生成钨；
（3）为测定其中金属钨的含量（已知金属钨不溶于盐酸），首先检验检查气密性；然后加入称量好的样品和盐酸；将A中盐酸与样品混合；待A中不再有气体产生并恢复至室温后，记录B的液面位置；
（4）用排水法收集H₂，排出水的体积等于H₂的体积；根据关系式：Fe～H₂，样品中的钨的质量分数的计算式为1-$\frac{56V}{22.4a}$；
（5）读取图2C装置液面数据时，应先调整BC液面相平，再平视读数；若样品中含有不溶于酸，也不与酸反应的物质，把此杂质当做钨，则测得钨的质量分数将偏大．

解答 解：（1）①②属于复分解反应，③是分解反应；④为WO₃制取W，化合价反应发生变化，属于氧化还原反应，故答案为：④；
（2）操作①之后，分为滤渣和滤液，故为过滤；钨酸钠和浓盐酸反应生成钨酸（H₂WO₄）和氯化钠；方程式为Na₂WO₄+2HCl→H₂WO₄↓+2NaCl；钨酸（H₂WO₄）酸性很弱，难溶于水，判断B为钨酸（H₂WO₄）；钨酸（H₂WO₄）加热分解产生三氧化钨（WO₃）和水，判断C为三氧化钨（WO₃）；H₂、CO还原氧化钨生成钨；
故答案为：过滤；Na₂WO₄+2HCl→H₂WO₄↓+2NaCl；WO₃；H₂或CO；
（3）为测定其中金属钨的含量（已知金属钨不溶于盐酸），首先检验检查气密性；然后加入称量好的样品和盐酸；将A中盐酸与样品混合；待A中不再有气体产生并恢复至室温后，记录B的液面位置；
故答案为：②①④③；
（4）用排水法收集H₂，测得排出水的体积为VL（标准状况下），则H₂的体积也为VL；Fe～H₂，Fe的物质的量为$\frac{V}{22.4×3}$mol，样品中的钨的质量分数的计算式为1-$\frac{56V}{22.4a}$=$\frac{22.4a-56V}{22.4a}×100%$；
故答案为：V；$\frac{22.4a-56V}{22.4a}×100%$；
（5）读取图2C装置液面数据时，应先调整BC液面相平，再平视读数；若样品中含有不溶于酸，也不与酸反应的物质，把此杂质当做钨，则测得钨的质量分数将偏大；
故答案为：调整BC液面相平；偏大．

点评 本题主要考查工业制备流程、金属的冶炼和化学计算，题目难度不大，本题注意判断A、B、C三种物质．