Question

钨是重要的战略元素，钨可以制造枪械、火箭推进器的喷嘴、切削金属，是一种用途较广的金属．工业上从经过预处理的钨矿原料（主要成分是FeWO₄、MnWO₄还含有Si、P、As的化合物等）制备WO₄，然后通过煅烧还原三氧化钨生产钨粉．其中生产WO₃的流程如下：同答下列问题：
（1）上述流程中，操作甲的名称是

 

．
（2）pH=10的溶液中含有的杂质阴离子有SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等．加入H₂O₂的目的是

 

，其离子方程式为：

 

．
（3）钨矿原料“碱分解”时的浸出率与原料中的CaO含量、NaOH浓度、碱用量等都有关系，如下表所示．
钨矿原料碱分解时的浸出率受NaOH浓度等因素影响的关系表

W（CaO）/% NaOH浓度/% 浸出率/% 碱用量c/（mol．L-1）	0.1	1.3	1.3	2.7
	30	30	40	40
1.1	99.1	90.1	93.3	83.2
1.3	99.4	92.7	93.0	82.1
1.5	99.5	93.4	96.5	83.0

注：碱用量的单位为理论量的倍数
下列说法正确的是

 

．
A．增大NaOH浓度，浸出率增大
B．增大碱用量，浸出率一定增大
C．增大碱用量，浸出率一定减小
D．原料中CaO的含量增大，则浸出率增大
（4）在“净化”阶段，加入MgCl₂的目的是使混合溶液中的其余酸根离子沉淀下来．此时尽量使溶液pH=10，以免产生Mg（0H）₂沉淀，溶液中c（Mg²⁺）应不超过

 

{K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12}．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：钨矿原料加入氢氧化钠溶解，得到粗钨酸钠溶液，再加硫酸调节pH=10得含有的杂质阴离子有SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等的溶液，加入双氧水，将HAsO₃^2-氧化成HAsO₄^2-，再加氯化镁沉淀SiO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等，过滤所得溶液主要为钨酸钠溶液，进一步提纯得到WO₄，以此分析解答；
（1）根据以上分析，操作甲的名称是过滤；
（2）根据以上分析，加入H₂O₂的目的是将HAsO₃^2-氧化成HAsO₄^2-，离子方程式为H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O；
（3）根据图表数据分析；
（4）根据C（Mg²⁺）=

Ksp[Mg(OH) 2]

C(OH -) 2

进行计算；

解答： 解：钨矿原料加入氢氧化钠溶解，得到粗钨酸钠溶液，再加硫酸调节pH=10得含有的杂质阴离子有SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等的溶液，加入双氧水，将HAsO₃^2-氧化成HAsO₄^2-，再加氯化镁沉淀SiO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等，过滤所得溶液主要为钨酸钠溶液，进一步提纯得到WO₄；
（1）根据以上分析，操作甲的名称是过滤，故答案为：过滤；
（2）根据以上分析，加入H₂O₂的目的是将HAsO₃^2-氧化成HAsO₄^2-，离子方程式为H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O，故答案为：氧化HAsO₃^2-；H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O；
（3）根据图表数据分析，增大NaOH浓度，浸出率增大；增大CaO浓度，浸出率减小；所以增大碱用量，浸出率不一定增大或减小，故选：A；
（4）根据C（Mg²⁺）=

Ksp[Mg(OH) 2]

C(OH -) 2

=

5.6×10 -12

(10 -4) 2

=5.6×10^-4mol/L，故答案为：5.6×10^-4mol/L；

点评：本题意工艺流程题为载体，综合考查学生氧化还原以及金属的冶炼等方面的知识，难度中等．