Question

【題目】二硫化鎢(WS2，WS2中W的化合價為＋4)可用作潤滑劑及石油化工領域中的催化劑。由鎢鐵礦(其主要成分是FeWO4，還含少量Al2O3)制備二硫化鎢的工藝流程如下：

請回答下列問題：

(1)“濾渣Ⅰ”的化學式為__________；

(2)提高“熔融”速率的措施有_____________________(寫一條即可)；

(3)用離子方程式表示通入過量CO2的主要目的是：________________________；

(4)鎢酸與氨水反應時控制溫度為58℃，溫度不宜太高，其原因是___________。

(5)已知2(NH4)2WS4+3O22WS2+4NH3+2S+2SO2+2H2O，若該反應轉移了8 mol電子，則生成的氣體產物在標準狀況下的體積為______L；

(6)常溫下，Ksp(CaWO4) =1×10-10。在鎢酸鈉溶液中滴加澄清石灰水產生鎢酸鈣沉淀，當溶液中pCa=-1g c(Ca2+)=4，c(WO42-)=_____mol/L。

Answer 1

【答案】Al(OH)3 增大氧氣的通入量、攪拌、增大NaOH溶液的濃度等任意一種 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 一水合氨不穩定，受熱分解 67.2 1×10-6

【解析】

由流程可知，鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應生成氧化鐵和鎢酸鈉，Al2O3和NaOH反應生成NaAlO2，水浸時，可除去不溶于水的氧化鐵，向粗鎢酸鈉溶液中通入過量CO2，經過濾后得到的濾液含鎢酸鈉，濾渣I的主要成份是Al(OH)3，濾液再經酸化得鎢酸，向鎢酸中加入氨水并控制溫度得鎢酸銨，繼續通入H2S氣體，生成(NH4)2WS4，最后將(NH4)2WS4在氧氣中高溫加熱即可得到WS2。

(1)粗鎢酸鈉溶液中含有NaAlO2，向其中通入過量CO2，NaAlO2與CO2、H2O反應產生Al(OH)3沉淀，所以“濾渣Ⅰ”為Al(OH)3；

(2)熔融的鎢鐵礦與NaOH溶液、氧氣會發生反應：FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+Na2WO4+4H2O，能夠提高該反應速率的因素有增大氧氣的通入量、攪拌、增大NaOH溶液的濃度等；

(3)在含有NaAlO2的溶液中通入過量CO2氣體，生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液，反應的離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；

(4)鎢酸與氨水反應時控制溫度為58℃，溫度太高，氨水中的一水合氨分解產生的氨氣逸出，導致反應物濃度降低，不利于反應的進行；

(5)在反應2(NH4)2WS4+3O22WS2+4NH3+2S+2SO2+2H2O中，(NH4)2WS4中+6價W被還原為+4價的WS2，-2價S元素被氧化成0價的S單質，-2價S元素被氧化成+4價的SO2，O2得到電子被還原為-2價的O，每反應生成2 mol WS2，同時得到4 mol NH3、2 mol SO2氣體，共6 mol氣體，反應中共轉移16 mol電子，若該反應轉移了8 mol電子，則反應產生氣體的物質的量是3 mol，反應產生氣體在標準狀況下的體積V=3 mol×22.4 L/mol=67.2 L；

(6)常溫下，Ksp(CaWO4) =1×10-10。在鎢酸鈉溶液中滴加澄清石灰水產生鎢酸鈣沉淀，當溶液中pCa=-1g c(Ca2+)=4，c(Ca2+)=1×10-4 mol/L，c(WO42-)= mol/L=1×10-6 mol/L。