Question

2．鎢在自然界主要以鎢（+6價）酸鹽的形式存在．黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽，化學式常寫成FeWO₄、M_nWO₄．黑鎢礦冶煉金屬鎢的流程如圖1（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．完成下列填空：

（1）上述從黑鎢礦獲得單質鎢的過程中屬于氧化還原反應的是④（填數字序號）．
（2）操作①的名稱為過濾，得到的濾液為鎢酸的鈉鹽，寫出反應②的化學方程式Na₂WO₄+2HCl→H₂WO₄↓+2NaCl．該過程中產品C為WO₃，從產品C獲得純度較高的鎢的另一反應原料應該為H₂或CO．
（3）若制得的鎢中含有少量金屬鐵，為測定其中金屬鎢的含量（已知金屬鎢不溶于鹽酸），甲同學用下列裝置進行測定，相關實驗步驟①加好稱量好的樣品和鹽酸，記錄B的液面位置；②檢查氣密性．③待A中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄B的液面位置；④將A中鹽酸與樣品混合；正確的操作順序是②①④③填序號）．
（4）若實驗用樣品的質量為a g，加入20mL鹽酸與之充分反應后，測得排出水的體積為VL（標準狀況下），測得的H₂的體積應為VL，樣品中的鎢的質量分數的計算式為$\frac{22.4a-56V}{22.4a}×100%$．
（5）在讀取圖2C裝置液面數據時，應先，再平視讀數，若樣品中含有不溶于酸，也不與酸反應的物質，則測得鎢的質量分數將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）．

Answer 1

分析 黑鎢礦堿溶后，得到得到的濾液為鎢酸的鈉鹽，加入濃鹽酸，制取鎢酸；鎢酸（H₂WO₄）加熱分解產生三氧化鎢（WO₃），判斷C為三氧化鎢（WO₃）；H₂、CO等還原氧化鎢生成鎢；
（1）根據化合價升降分析氧化還原反應；
（2）操作①之后，分為濾渣和濾液，故為過濾；鎢酸鈉和濃鹽酸反應生成鎢酸（H₂WO₄）和氯化鈉；鎢酸（H₂WO₄）加熱分解產生三氧化鎢（WO₃）和水，判斷C為三氧化鎢（WO₃）；H₂、CO還原氧化鎢生成鎢；
（3）為測定其中金屬鎢的含量（已知金屬鎢不溶于鹽酸），首先檢驗檢查氣密性；然后加入稱量好的樣品和鹽酸；將A中鹽酸與樣品混合；待A中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄B的液面位置；
（4）用排水法收集H₂，排出水的體積等于H₂的體積；根據關系式：Fe～H₂，樣品中的鎢的質量分數的計算式為1-$\frac{56V}{22.4a}$；
（5）讀取圖2C裝置液面數據時，應先調整BC液面相平，再平視讀數；若樣品中含有不溶于酸，也不與酸反應的物質，把此雜質當做鎢，則測得鎢的質量分數將偏大．

解答 解：（1）①②屬于復分解反應，③是分解反應；④為WO₃制取W，化合價反應發生變化，屬于氧化還原反應，故答案為：④；
（2）操作①之后，分為濾渣和濾液，故為過濾；鎢酸鈉和濃鹽酸反應生成鎢酸（H₂WO₄）和氯化鈉；方程式為Na₂WO₄+2HCl→H₂WO₄↓+2NaCl；鎢酸（H₂WO₄）酸性很弱，難溶于水，判斷B為鎢酸（H₂WO₄）；鎢酸（H₂WO₄）加熱分解產生三氧化鎢（WO₃）和水，判斷C為三氧化鎢（WO₃）；H₂、CO還原氧化鎢生成鎢；
故答案為：過濾；Na₂WO₄+2HCl→H₂WO₄↓+2NaCl；WO₃；H₂或CO；
（3）為測定其中金屬鎢的含量（已知金屬鎢不溶于鹽酸），首先檢驗檢查氣密性；然后加入稱量好的樣品和鹽酸；將A中鹽酸與樣品混合；待A中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄B的液面位置；
故答案為：②①④③；
（4）用排水法收集H₂，測得排出水的體積為VL（標準狀況下），則H₂的體積也為VL；Fe～H₂，Fe的物質的量為$\frac{V}{22.4×3}$mol，樣品中的鎢的質量分數的計算式為1-$\frac{56V}{22.4a}$=$\frac{22.4a-56V}{22.4a}×100%$；
故答案為：V；$\frac{22.4a-56V}{22.4a}×100%$；
（5）讀取圖2C裝置液面數據時，應先調整BC液面相平，再平視讀數；若樣品中含有不溶于酸，也不與酸反應的物質，把此雜質當做鎢，則測得鎢的質量分數將偏大；
故答案為：調整BC液面相平；偏大．

點評 本題主要考查工業制備流程、金屬的冶煉和化學計算，題目難度不大，本題注意判斷A、B、C三種物質．