Question

3．鎢（₇₄W）是我國豐產(chǎn)元素，是熔點(diǎn)最高的金屬，廣泛用于拉制燈泡的燈絲，在自然界主要以鎢（+6價(jià)）酸鹽的形式存在．黑鎢礦是冶煉鎢的主要礦石之一．它的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽（FeWO₄和MnWO₄）．
黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法（工業(yè)流程如圖所示）：

已知：①鎢酸（H₂WO₄）酸性很弱，難溶于水．②在冶煉過程中鎢元素的化合價(jià)保持不變．
（1）₇₄W在周期表的位置是第六周期．
（2）操作①中MnWO₄轉(zhuǎn)化為MnO₂的化學(xué)方程式2MnWO₄+4NaOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na₂WO₄+2MnO₂+2H₂O．
（3）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)濾渣中含有Fe₂O₃的方法是取少量濾渣于試管中，加適量稀鹽酸溶解．取少量上層清液，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液變紅即含有Fe₂O₃．
（4）上述流程中B、C都是鎢的化合物，則B為H₂WO₄，B→C的反應(yīng)類型是分解反應(yīng)．
（5）鎢冶煉工藝的第二階段是用氫氣、鋁等還原劑把產(chǎn)品C還原為金屬鎢．對鎢的純度要求不高時(shí)，可用鋁作還原劑．寫出用鋁還原產(chǎn)品C制取金屬鎢的化學(xué)方程式WO₃+2Al$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$W+Al₂O₃；實(shí)驗(yàn)室引發(fā)該反應(yīng)的操作方法是在混合物上面加少量氯酸鉀固體，中間插一根用砂紙打磨過的鎂帶，用燃著的小木條點(diǎn)燃鎂帶．
（6）常溫下，黑鎢礦中FeWO₄和MnWO₄的溶度積常數(shù)分別為K_sp（FeWO₄）=2.5×10^-12；K_sp（MnWO₄）=7.5×10^-16；欲將體積為 1 L含MnWO₄物質(zhì)的量為0.6 mol懸濁液全部轉(zhuǎn)化為FeWO₄懸濁液，理論上可往MnWO₄懸濁液加入等體積一定濃度的FeCl₂溶液完成上述轉(zhuǎn)化；請計(jì)算所加入FeCl₂溶液濃度為2000mol/L，所以實(shí)際生產(chǎn)過程不能（填“能”或“不能”）通過加入FeCl₂溶液的方法實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化．（注：混合后溶液體積變化可忽略）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)核外電子數(shù)及電子排布分析；
（2）根據(jù)氧化鐵和氧化錳不溶于水，鎢酸鈉易溶于水判斷A為鎢酸鈉，則MnWO₄與NaOH反應(yīng)生成二氧化錳和鎢酸鈉；
（3）把氧化鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子的溶液，再用硫氰化鉀檢驗(yàn)；
（4）Na₂WO₄與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和H₂WO₄；H₂WO₄易分解為氧化鎢和水；
（5）高溫條件下，鋁與氧化鎢反應(yīng)生成單質(zhì)鎢和氧化鋁，根據(jù)原子守恒書寫；在鋁熱劑上加少量KClO₃，插上鎂條并將其點(diǎn)燃；
（6）根據(jù)K_sp（FeWO₄）=c（Fe²⁺）•c（WO₄^2-）=2.5×10^-12，結(jié)合亞鐵離子的濃度計(jì)算即可．

解答 解：（1）₇₄W的質(zhì)子數(shù)可知電子數(shù)為74，核外各電子層電子數(shù)為2、8、18、32、14、2，電子層數(shù)等于周期序數(shù)，所以在周期表的位置是第六周期，
故答案為：六；
（2）氧化鐵和氧化錳不溶于水，鎢酸鈉易溶于水判斷A為鎢酸鈉，則MnWO₄與NaOH反應(yīng)生成二氧化錳和鎢酸鈉，反應(yīng)中錳元素化合價(jià)升高作還原劑，氧氣作氧化劑，其反應(yīng)方程式為：2MnWO₄+4NaOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na₂WO₄+2MnO₂+2H₂O，
故答案為：2MnWO₄+4NaOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na₂WO₄+2MnO₂+2H₂O；
（3）實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)濾渣中含有Fe₂O₃的方法是：把氧化鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子的溶液，再用硫氰化鉀檢驗(yàn)，即取少量濾渣于試管中，加適量稀鹽酸溶解．取少量上層清液，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液變紅即含有Fe₂O₃；
故答案為：取少量濾渣于試管中，加適量稀鹽酸溶解．取少量上層清液，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液變紅即含有Fe₂O₃；
（4）Na₂WO₄與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和H₂WO₄，離子方程式為：WO₄^2-+2H⁺═H₂WO₄↓，H₂WO₄易分解為氧化鎢和水，屬于分解反應(yīng)，
故答案為：H₂WO₄；分解反應(yīng)；
（5）高溫條件下，鋁與氧化鎢反應(yīng)生成單質(zhì)鎢和氧化鋁，其反應(yīng)方程式為：WO₃+2Al$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$W+Al₂O₃，實(shí)驗(yàn)室引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作方法是：在混合物上面加少量氯酸鉀固體，中間插一根用砂紙打磨過的鎂帶，用燃著的小木條點(diǎn)燃鎂帶；
故答案為：WO₃+2Al$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$W+Al₂O₃；在混合物上面加少量氯酸鉀固體，中間插一根用砂紙打磨過的鎂帶，用燃著的小木條點(diǎn)燃鎂帶；
（6）根據(jù)K_sp（FeWO₄）=c（Fe²⁺）•c（WO₄^2-）=2.5×10^-12，K_sp（MnWO₄）=7.5×10^-16，體積為1L含MnWO₄物質(zhì)的量為0.6mol，c（Fe²⁺）=$\frac{Ksp}{c（WO{\;}_{4}{\;}^{2-}）}$，解得c（Fe²⁺）=2000mol/L，這種濃度的溶液無法配置，
故答案為：2000；不能．

點(diǎn)評 本題主要考查工業(yè)制備流程、金屬的冶煉、氧化還原反應(yīng)和化學(xué)計(jì)算，并考查學(xué)生正確書寫化學(xué)方程式的能力，一道綜合知識的考查題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，綜合性強(qiáng)，難度中等．