Question

20．鎢是熔點最高的金屬，是重要的戰略物資，廣泛用于鋼鐵工業、電真空照明材料等方面．鎢在自然界主要以鎢（+6價）酸鹽的形式存在．有開采價值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦．黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學式常寫成FeWO₄、MnWO₄．黑鎢礦傳統冶煉工藝的第一階段是堿熔法（如圖，已知鎢酸是一種難溶性強酸、對熱不穩定）．

其中A、B、C都是鎢的化合物．
（1）寫出A的化學式：ANa₂WO₄；寫出生成B的化學方程式：Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl；由產品C得到高純度的鎢，應該用H₂作還原劑，寫出用H₂還原C的化學方程式：
WO₃ +3H₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W+3H₂O．
（2）目前，冶煉拉制鎢絲的金屬鎢，都用組成為非整比的鎢氧化物為原料，這種氧化鎢中存在五價和六價兩種價態的鎢．試確定組成為WO_2.9的氧化鎢中這兩種價態的鎢原子數之比等于1：4．

Answer 1

分析 （1）根據氫氧化鐵和氫氧化錳不溶于水，鎢酸鈉易溶于水判斷A為鎢酸鈉；鎢酸鈉和濃鹽酸反應生成鎢酸和氯化鈉，氫氣還原氧化鎢生成鎢和水，書寫化學方程式；
（2）根據在化合物中正負化合價代數和為零，進行解答．

解答 解：（1）熔融FeWO₄、MnWO₄和氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵、氫氧化錳和鎢酸鈉，氫氧化鐵和氫氧化錳不溶于水，鎢酸鈉易溶于水，經過水浸、過濾，A為鎢酸鈉；
鎢酸鈉和濃鹽酸反應生成鎢酸和氯化鈉，化學方程式為：Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl；鎢酸高溫生成氧化鎢，氫氣還原氧化鎢生成鎢和水，化學方程式為：WO₃ +3H₂  $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W+3H₂O，
故答案為：Na₂WO₄；Na₂WO₄ +2HCl═H₂WO₄↓+2NaCl；WO₃ +3H₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ W+3H₂O；
（2）這種氧化鎢中存在五價和六價兩種價態的鎢，設鎢的平均價態為x，則x+（-2）×2.9=0，解得x=+5.8，化合物中正負化合價代數和為零，設每個WO_2.9的分子中五價的原子個數為a，六價的原子個數為b，則有5a+6b=5.8和a+b=1解之得，b=0.8，可知這兩種價態的鎢原子數之比為1：4．
故答案為：1：4．

點評 本題主要考查學生常見金屬的冶煉知識，并考查根據在化合物中正負化合價代數和為零進行分析解題的能力以及正確書寫化學方程式的能力，需要學生在平時多加練習．