精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
3.钨(74W)是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在.黑钨矿是冶炼钨的主要矿石之一.它的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4和MnWO4).
黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法(工业流程如图所示):

已知:①钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水.②在冶炼过程中钨元素的化合价保持不变.
(1)74W在周期表的位置是第六周期.
(2)操作①中MnWO4转化为MnO2的化学方程式2MnWO4+4NaOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na2WO4+2MnO2+2H2O.
(3)实验室检验滤渣中含有Fe2O3的方法是取少量滤渣于试管中,加适量稀盐酸溶解.取少量上层清液,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红即含有Fe2O3
(4)上述流程中B、C都是钨的化合物,则B为H2WO4,B→C的反应类型是分解反应.
(5)钨冶炼工艺的第二阶段是用氢气、铝等还原剂把产品C还原为金属钨.对钨的纯度要求不高时,可用铝作还原剂.写出用铝还原产品C制取金属钨的化学方程式WO3+2Al$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$W+Al2O3;实验室引发该反应的操作方法是在混合物上面加少量氯酸钾固体,中间插一根用砂纸打磨过的镁带,用燃着的小木条点燃镁带.
(6)常温下,黑钨矿中FeWO4和MnWO4的溶度积常数分别为Ksp(FeWO4)=2.5×10-12;Ksp(MnWO4)=7.5×10-16;欲将体积为 1 L含MnWO4物质的量为0.6 mol悬浊液全部转化为FeWO4悬浊液,理论上可往MnWO4悬浊液加入等体积一定浓度的FeCl2溶液完成上述转化;请计算所加入FeCl2溶液浓度为2000mol/L,所以实际生产过程不能(填“能”或“不能”)通过加入FeCl2溶液的方法实现上述转化.(注:混合后溶液体积变化可忽略)

分析 (1)根据核外电子数及电子排布分析;
(2)根据氧化铁和氧化锰不溶于水,钨酸钠易溶于水判断A为钨酸钠,则MnWO4与NaOH反应生成二氧化锰和钨酸钠;
(3)把氧化铁转化为三价铁离子的溶液,再用硫氰化钾检验;
(4)Na2WO4与浓盐酸反应生成氯化钠和H2WO4;H2WO4易分解为氧化钨和水;
(5)高温条件下,铝与氧化钨反应生成单质钨和氧化铝,根据原子守恒书写;在铝热剂上加少量KClO3,插上镁条并将其点燃;
(6)根据Ksp(FeWO4)=c(Fe2+)•c(WO42-)=2.5×10-12,结合亚铁离子的浓度计算即可.

解答 解:(1)74W的质子数可知电子数为74,核外各电子层电子数为2、8、18、32、14、2,电子层数等于周期序数,所以在周期表的位置是第六周期,
故答案为:六;
(2)氧化铁和氧化锰不溶于水,钨酸钠易溶于水判断A为钨酸钠,则MnWO4与NaOH反应生成二氧化锰和钨酸钠,反应中锰元素化合价升高作还原剂,氧气作氧化剂,其反应方程式为:2MnWO4+4NaOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na2WO4+2MnO2+2H2O,
故答案为:2MnWO4+4NaOH+O2$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na2WO4+2MnO2+2H2O;
(3)实验室检验滤渣中含有Fe2O3的方法是:把氧化铁转化为三价铁离子的溶液,再用硫氰化钾检验,即取少量滤渣于试管中,加适量稀盐酸溶解.取少量上层清液,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红即含有Fe2O3
故答案为:取少量滤渣于试管中,加适量稀盐酸溶解.取少量上层清液,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红即含有Fe2O3
(4)Na2WO4与浓盐酸反应生成氯化钠和H2WO4,离子方程式为:WO42-+2H+═H2WO4↓,H2WO4易分解为氧化钨和水,属于分解反应,
故答案为:H2WO4;分解反应;
(5)高温条件下,铝与氧化钨反应生成单质钨和氧化铝,其反应方程式为:WO3+2Al$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$W+Al2O3,实验室引发铝热反应的操作方法是:在混合物上面加少量氯酸钾固体,中间插一根用砂纸打磨过的镁带,用燃着的小木条点燃镁带;
故答案为:WO3+2Al$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$W+Al2O3;在混合物上面加少量氯酸钾固体,中间插一根用砂纸打磨过的镁带,用燃着的小木条点燃镁带;
(6)根据Ksp(FeWO4)=c(Fe2+)•c(WO42-)=2.5×10-12,Ksp(MnWO4)=7.5×10-16,体积为1L含MnWO4物质的量为0.6mol,c(Fe2+)=$\frac{Ksp}{c(WO{\;}_{4}{\;}^{2-})}$,解得c(Fe2+)=2000mol/L,这种浓度的溶液无法配置,
故答案为:2000;不能.

点评 本题主要考查工业制备流程、金属的冶炼、氧化还原反应和化学计算,并考查学生正确书写化学方程式的能力,一道综合知识的考查题,考查学生分析和解决问题的能力,综合性强,难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料.某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案.
已知:AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3
【方案1】取一定量的样品,用图1装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去).
(1)图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸.
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先检查装置气密性,再加入实验药品,接下来的实验操作是关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体.打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化.通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置.
(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置.
【方案2】用图2装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去).
(4)导管a的主要作用是保持气压恒定,使NaOH浓溶液容易流下.
(5)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是ad(填选项序号).
a.CCl4             b.H2O              c.NH4Cl溶液       d.
(6)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则AIN的质量分数是$\frac{41V}{22400m}$×100%(用含m、V的数学表达式表示).
【方案3】按图3步骤测定样品中A1N的纯度:

(7)步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
(8)若在步骤③中未洗涤,测定结果将偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

16.
(1)用惰性电极电解CuSO4溶液(如图的装置),电池的电极反应式阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极:Cu2++2e-=Cu;
(2)若电解池中装入足量溶液,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积(标准状况)为0.56L(假设气体全部逸出).
(3)欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的  (  )
A.CuSO4 B.H2O    C.CuO      D.CuSO4•5H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:计算题

13.(1)将4gNaOH溶于多少克水中,才能使每100个H2O分子溶有一个Na+
(2)计算4.2gCO在标准状况下的体积.
 求标准状况下8.96LCO2的质量.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

20.有CH4和CO2的混合气体18.8g,将混合气体通过含有足量澄清石灰水的洗气瓶,生成20g白色沉淀,再通过装有浓硫酸的洗气瓶,收集到的气体体积为14L(标准状况).
(1)原混合气体中CH4的质量是10g;
(2)原混合气体中CH4的物质的量比CO2多0.425mol;
(3)原混合气体中碳原子数目是0.825NA(用NA表示阿伏伽德罗常数的数值)

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

8.TiO2和TiCl4都是钛的重要化合物,某化学兴趣小组在实验室对两者的制备及性质进行探究.
Ⅰ.制备TiCl4
实验室利用反应TiO2 (s)+CCl4(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,装置图和有关信息如下:

物质熔点/℃沸点/℃其他
CCl4-2376与TiCl4互溶
TiCl4-25136遇潮湿空气产生白雾
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是球形干燥管.
(2)实验开始前后的操作包括:①检查装置气密性,②组装仪器,③通N2一段时间,④加装药品,⑤点燃酒精灯⑥停止通N2⑦停止加热.正确的操作顺序是②①④③⑤⑦⑥
实验结束后欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是蒸馏(或分馏).
(3)装置E能否不能(填“能”或“不能”)换成装置A,理由是装置A不能吸收空气中的氧气,不能保证反应在无氧环境下进行
(4)TiCl4是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料.某钛合金的元素还有Al和Si等,已知在常温下,钛是一种耐强酸强碱的金属,请设计实验检验其中的Si元素.
取少量合金样品于试管中,滴加过量NaOH溶液,振荡,静置后取上层清液,再逐滴滴入稀盐酸至过量,若有沉淀产生且最终沉淀不完全溶解,则证明样品中有Si
Ⅱ.制备TiO2及测定TiO2的质量分数:
在TiCl4中加水、加热,水解得到沉淀TiO2•xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2
(5)写出生成TiO2•xH2O的化学方程式TiCl4+(x+2)H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO2•xH2O↓+4HCl.
(6)检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液于试管中加入硝酸酸化的AgNO3若没有产生沉淀,则已洗干净.
(7)一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,用NH4Fe(SO42标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.滴定分析时,称取上述TiO2试样0.2g,消耗0.1mol•L-1 NH4Fe(SO42标准溶液20mL
①配制NH4Fe(SO42标准溶液时,加入一定量H2SO4的目的是:抑制NH4Fe(SO42水解.
②该滴定操作所用到的指示剂是KSCN溶液.
③则TiO2质量分数为80%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.钡盐生产中排出大量的钡泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO22等],某主要生产BaCO3的化工厂利用钡泥制取Ba(NO32晶体及其他副产物,其部分工艺流程如图:

已知:i Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2和9.7.
ii Ba(NO32在热水中溶解度较大,在冷水中溶解度较小.
iii KSP(BaSO4)=1.1×10-10,KSP(BaCO3)=5.1×10-9
(1)Ba(FeO22中Fe的化合价是+3.
(2)二氧化碳与水作用形成的碳酸在水中的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;次氯酸在水中的电离常数Ka=4.7×10-8.写出向“84消毒液”(主要成分为氯化钠和次氯酸钠)中通入二氧化碳发生反应的离子方程式ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-
(3)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌,过滤,洗涤.用离子方程式和必要的文字说明提纯原理:BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq).
(4)上述流程酸溶时,Ba(FeO22与HNO3反应生成两种硝酸盐,化学方程式为:Ba(FeO22+8HNO3═Ba(NO32+2Fe(NO33+4H2O.
(5)该厂结合本厂实际,选用的X为③(从下列选项中选择);废渣2为Fe(OH)3(写出化学式).
①BaCl2   ②Ba(NO32   ③BaCO3   ④Ba(OH)2
(6)过滤3后的母液应循环到容器c中.(填“a”、“b”或“c”)
(7)称取w g晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀质量为m g,则该Ba(NO32的纯度为$\frac{261m}{233w}$×100%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

12.己二酸是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酯化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位.实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如图:

可能用到的有关数据如表:
物质密度(20℃)熔点沸点溶解性相对分子质量
环己醇0.962g/cm325.9℃160.8℃20℃时水中溶解度3.6g,可混溶于乙醇、苯100
乙二酸1.36g/cm3152℃337.5℃在水中的溶解度:15℃时,1.44g,25℃时2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯146
实验步骤如下;
I、在三口烧瓶中加入16mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4mL环己醇.
II、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间.
III、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止.
IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品.V、粗产品经提纯后称重为5.7g.
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为恒压滴液漏斗.
(2)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则.可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果:反应液暴沸冲出冷凝管,或放热过多可能引起爆炸,或产生的二氧化氮气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中.
(3)已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:
2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O    NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为(写一个即可):2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和苯洗涤晶体.
(5)粗产品可用重结晶法提纯(填实验操作名称).本实验所得到的己二酸产率为75%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列有机物的命名正确的是(  )
A.:2-羟基丁烷B.:3-乙基-1-丁烯
C.:1,3-二溴丙烷D.:2,2,3-三甲基戊烷

查看答案和解析>>

同步练习册答案