Question

钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝， 有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO₄)；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe，Mn)WO₄，钨酸(H₂WO₄)酸性很弱，难溶于水。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：

其中A、B、C都是钨的化合物。回答：

(1)₇₄W在周期表的位置是第________周期。

(2)写出上述流程中B、C的化学式：B_________________；C_________________。

(3)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时，可用碳作还原剂。写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：_____________________________；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，为什么?__________________。

(4)仲钨酸的阱盐在热分解时会发生内在氧化还原反应，我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO_3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点，在制钨粉时温度容易控制，目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析，得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.798 5。

①计算WO_3-x中的x值。x=____________。(相对原子质量：W:183.84；O:16.00)

②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比为____________。

Answer 1

(1)六 

(2)H₂WO₄  WO₃

(3)2WO₃+3C2W+3CO₂↑  因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳作还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题

(4)①0.10 

n(W)(Ⅴ)∶n(W)(Ⅵ)=1∶4

[1]已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.798 5；氧的质量分数为1－0.7985=0.201 5

1.000 g化合物中含钨原子和氧原子的量分别为

n (W)=0.798 5/183.84=4.343×10^-3 mol

n (O)=0.201 5/16.00=12.59×10^-3 mol

化合物中钨和氧的计量比为n(W)∶n(O)=4.343×10^-3∶12.59×10^-3=1∶2.90

即在化学式WO_3-x中3-x=2.90  x=0.10

［2］把+5价钨的氧化物和+6价钨的氧化物的化学式分别写成WO_2.5和WO₃

设蓝色氧化钨的组成为xWO_2.5·yWO₃=WO_2.90

所以有x+y=1  2.5x+3y=2.90

解联立方程得：x=0.20  y=0.80

所以蓝色氧化钨中+5价和+6价钨的原子数之比为：

W(Ⅴ)/W(Ⅵ)=x/y=0.20/0.80=1/4=0.25

解析：  位于第六周期

(2)由信息H₂WO₄难溶于水知B为H₂WO₄焙烧得WO₃。

(4)=1∶(3-x)

所以x=0.1

利用十字交叉法：