题目内容
【题目】钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图1:
已知:
①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2
②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。
③常温下钨酸难溶于水。
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为___,请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式___
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为___,滤渣Ⅱ的主要成分是___
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。图2为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线,则:
①T1___T2(填“>”或“<”)T1时Ksp(CaWO4)=___
②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为___。
【答案】+6 4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O H2O2+HAsO32-=HAsO42-+H2O MgSiO3、MgHAsO4 < 1×10-10 WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-
【解析】
黑钨矿中主要成分是FeWO4、MnWO4,含少量Si、As的化合物,熔融、碱分解可发生两个反应,
冷却加水溶解过滤,滤渣1为主要成份是Fe2O3、MnO2,得到的粗钨酸钠溶液加硫酸中和至pH=10后,加入过氧化氢,将氧化为,离子方程式为:,加入氯化镁,生成难溶于水的、,过滤,滤渣Ⅱ为,、。
钨酸盐、中铁元素、锰元素化合价为价,氧元素价,化合物中化合价代数和为0,则钨元素的化合价为;黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,根据流程图的提示知,黑钨矿在空气中熔融生成、,、等,化学反应方程式为,;故答案为:;;
加入过氧化氢,氧化为,离子方程式为:,加入氯化镁,生成难溶于水的、,过滤,滤渣Ⅱ为:、;故答案为:;、;
根据图象可知,氢氧化钙和钨酸钙在钙离子浓度相同时,温度下阴离子浓度大于,说明时的溶度积大于,溶度积越大,则溶解度越大,所以时溶解度较大,由于“已知氢氧化钙和钨酸钙都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小”,则,时,故答案为:;;
将钨酸钠溶液加入石灰乳,发生复分解反应,氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀,反应的离子方程式为:;故答案为:。
【题目】从镍矿石尾矿中提取NiSO4是解决我国镍资源匮乏的一条重要途径,已知该过程如下:
表1:各物质的Ksp数据如下表:
物质 | MnS | NiS | PbS | CuS | Ni(OH)2 |
Ksp | 2.5×10-13 | 1.1×10-21 | 8.0×10-28 | 6.3×10-36 | 2.0×10-15 |
表2:滤液A中各金属离子的含量如下表:
成分 | Ni2+ | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Cu2+ | Pb2+ | …… |
含量/g·L-1 | 3.80 | 4.80 | x | 0. 20 | 0.15 | <0.001 | …… |
根据以上信息,回答下列问题:
(1)步骤I酸浸之前需将矿石粉碎,目的是_______________。
(2)
(3)常温下进行步骤Ⅲ的目的是为了除去铁和锰元素,已知除铁元素的离子反应如下:2Fe2++ ClO - +5H2O=2Fe( OH)3↓+Cl- +4H+,此时Mn2+的氧化产物为MnO2,写出除锰元素的离子方程式_____________。
(4)所得Ni(OH)2是制造镍镉电池的重要原料,镍镉电池工作原理如下:Cd+2NiO(OH) +2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,则随着放电的进行,正极区pH______(填“增大”、“减小”或“不变”);充电时阴极电极反应式为______________________。