Question

【題目】我國是世界上最大的鎢儲藏國，金屬鎢可用于制造燈絲、合金鋼和光學(xué)儀器，有“光明使者”的美譽，現(xiàn)以白鎢礦（主要成分為CaWO4，還含有二氧化硅、氧化鐵等雜質(zhì)）為原料冶煉高純度金屬鎢，工業(yè)流程如圖：

已知：①鎢酸酸性很弱，難溶于水；

②完全沉淀離子的pH值：SiO32﹣為8，WO42﹣為5；

③碳和金屬鎢在高溫下會反應(yīng)生成碳化鎢。

回答下列問題：

（1）工業(yè)上生產(chǎn)純堿常先制得碳酸氫鈉，此法叫“聯(lián)堿法”，為我國化工專家侯德榜創(chuàng)立，即向飽和食鹽水中先通入NH3，再通入CO2，最終生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨溶液，寫出該化學(xué)反應(yīng)方程式：____。

（2）流程中白鎢礦CaWO4和純堿發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是：____。

（3）濾渣B的主要成分是（寫化學(xué)式）___。調(diào)節(jié)pH可選用的試劑是：__（填選項）。

A．氨水 B．鹽酸 C．NaOH溶液 D．Na2CO3溶液

（4）檢驗沉淀C已經(jīng)洗滌干凈的操作是____。

（5）為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，不宜用碳而必須用氫氣作還原劑的原因是：___。

（6）將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中可得到鎢酸鈣，已知某溫度時，Ksp(CaWO4)＝1×10﹣10，Ksp[Ca(OH)2]＝4×10﹣7，當(dāng)溶液中WO42﹣恰好沉淀完全（離子濃度等于10﹣5mol/L）時，溶液中c(OH﹣)＝____。

Answer 1

【答案】NH3+CO2+H2O+NaCl＝NaHCO3↓+NH4Cl CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑ H2SiO3 B 取少量最后一次洗滌液于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，無白色沉淀生成，說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。 碳為固體，難以與鎢分離，且碳和鎢在高溫下會反應(yīng)生成碳化鎢 0.2mol/L

【解析】

白鎢礦的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化鐵等雜質(zhì)，白鎢礦與碳酸鈉在1000℃溫度下反應(yīng)，二氧化硅與碳酸鈉會反應(yīng)生成硅酸鈉，氧化鐵不反應(yīng)，得到的混合物用水浸取，過濾后的濾液經(jīng)過系列操作得到WO3，說明碳酸鈉與CaWO4反應(yīng)生成Na2WO4，則濾渣A為氧化鐵等，濾液中含有Na2SiO3、Na2WO4，再調(diào)節(jié)pH在5～8之間，使硅酸根轉(zhuǎn)化為H2SiO3沉淀過濾除去，母液中含有Na2WO4，再加入鹽酸得到沉淀C為H2WO4，灼燒產(chǎn)生三氧化鎢和水，再還原得到鎢，以此解答該題。

（1）向飽和食鹽水中先通入NH3，再通入CO2，最終生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨溶液，反應(yīng)的方程式為NH3+CO2+H2O+NaCl＝NaHCO3↓+NH4Cl；

（2）CaWO4與純堿反應(yīng)生成Na2WO4、CaO與二氧化碳，反應(yīng)方程式為CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑；

（3）濾渣B的主要成分為H2SiO3，調(diào)節(jié)溶液pH使硅酸根轉(zhuǎn)化為H2SiO3沉淀過濾除去，應(yīng)加入鹽酸，

故答案為：H2SiO3；B；

（4）檢驗沉淀C是否洗滌干凈的操作是：取少量最后一次洗滌液于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，無白色沉淀生成，說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈；

（5）如果用碳做還原劑，混雜在金屬中的碳不易除去，而且碳會在高溫下和金屬鎢反應(yīng)形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，用氫氣作還原劑可避免產(chǎn)生以上問題，

故答案為：碳為固體，難以與鎢分離，且碳和鎢在高溫下會反應(yīng)生成碳化鎢；

(6)當(dāng)溶液中WO42恰好沉淀完全，其離子濃度等于105 mol/L，根據(jù)Ksp(CaWO4)=c(Ca2+) c(WO42)=1×1010，則溶液中c(Ca2+)=1×105 mol/L，再根據(jù)Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)c2(OH)=4×107，可知c(OH)=0.2 mol/L，故答案為：0.2mol/L。