Question

3．钨（₇₄W）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，在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在．黑钨矿是冶炼钨的主要矿石之一．它的主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO₄和MnWO₄）．
黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法（工业流程如图所示）：

已知：①钨酸（H₂WO₄）酸性很弱，难溶于水．②在冶炼过程中钨元素的化合价保持不变．
（1）₇₄W在周期表的位置是第六周期．
（2）操作①中MnWO₄转化为MnO₂的化学方程式2MnWO₄+4NaOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na₂WO₄+2MnO₂+2H₂O．
（3）实验室检验滤渣中含有Fe₂O₃的方法是取少量滤渣于试管中，加适量稀盐酸溶解．取少量上层清液，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红即含有Fe₂O₃．
（4）上述流程中B、C都是钨的化合物，则B为H₂WO₄，B→C的反应类型是分解反应．
（5）钨冶炼工艺的第二阶段是用氢气、铝等还原剂把产品C还原为金属钨．对钨的纯度要求不高时，可用铝作还原剂．写出用铝还原产品C制取金属钨的化学方程式WO₃+2Al$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$W+Al₂O₃；实验室引发该反应的操作方法是在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁带，用燃着的小木条点燃镁带．
（6）常温下，黑钨矿中FeWO₄和MnWO₄的溶度积常数分别为K_sp（FeWO₄）=2.5×10^-12；K_sp（MnWO₄）=7.5×10^-16；欲将体积为 1 L含MnWO₄物质的量为0.6 mol悬浊液全部转化为FeWO₄悬浊液，理论上可往MnWO₄悬浊液加入等体积一定浓度的FeCl₂溶液完成上述转化；请计算所加入FeCl₂溶液浓度为2000mol/L，所以实际生产过程不能（填“能”或“不能”）通过加入FeCl₂溶液的方法实现上述转化．（注：混合后溶液体积变化可忽略）

Answer 1

分析 （1）根据核外电子数及电子排布分析；
（2）根据氧化铁和氧化锰不溶于水，钨酸钠易溶于水判断A为钨酸钠，则MnWO₄与NaOH反应生成二氧化锰和钨酸钠；
（3）把氧化铁转化为三价铁离子的溶液，再用硫氰化钾检验；
（4）Na₂WO₄与浓盐酸反应生成氯化钠和H₂WO₄；H₂WO₄易分解为氧化钨和水；
（5）高温条件下，铝与氧化钨反应生成单质钨和氧化铝，根据原子守恒书写；在铝热剂上加少量KClO₃，插上镁条并将其点燃；
（6）根据K_sp（FeWO₄）=c（Fe²⁺）•c（WO₄^2-）=2.5×10^-12，结合亚铁离子的浓度计算即可．

解答 解：（1）₇₄W的质子数可知电子数为74，核外各电子层电子数为2、8、18、32、14、2，电子层数等于周期序数，所以在周期表的位置是第六周期，
故答案为：六；
（2）氧化铁和氧化锰不溶于水，钨酸钠易溶于水判断A为钨酸钠，则MnWO₄与NaOH反应生成二氧化锰和钨酸钠，反应中锰元素化合价升高作还原剂，氧气作氧化剂，其反应方程式为：2MnWO₄+4NaOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na₂WO₄+2MnO₂+2H₂O，
故答案为：2MnWO₄+4NaOH+O₂$\frac{\underline{\;熔融\;}}{\;}$2Na₂WO₄+2MnO₂+2H₂O；
（3）实验室检验滤渣中含有Fe₂O₃的方法是：把氧化铁转化为三价铁离子的溶液，再用硫氰化钾检验，即取少量滤渣于试管中，加适量稀盐酸溶解．取少量上层清液，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红即含有Fe₂O₃；
故答案为：取少量滤渣于试管中，加适量稀盐酸溶解．取少量上层清液，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红即含有Fe₂O₃；
（4）Na₂WO₄与浓盐酸反应生成氯化钠和H₂WO₄，离子方程式为：WO₄^2-+2H⁺═H₂WO₄↓，H₂WO₄易分解为氧化钨和水，属于分解反应，
故答案为：H₂WO₄；分解反应；
（5）高温条件下，铝与氧化钨反应生成单质钨和氧化铝，其反应方程式为：WO₃+2Al$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$W+Al₂O₃，实验室引发铝热反应的操作方法是：在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁带，用燃着的小木条点燃镁带；
故答案为：WO₃+2Al$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$W+Al₂O₃；在混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁带，用燃着的小木条点燃镁带；
（6）根据K_sp（FeWO₄）=c（Fe²⁺）•c（WO₄^2-）=2.5×10^-12，K_sp（MnWO₄）=7.5×10^-16，体积为1L含MnWO₄物质的量为0.6mol，c（Fe²⁺）=$\frac{Ksp}{c（WO{\;}_{4}{\;}^{2-}）}$，解得c（Fe²⁺）=2000mol/L，这种浓度的溶液无法配置，
故答案为：2000；不能．

点评 本题主要考查工业制备流程、金属的冶炼、氧化还原反应和化学计算，并考查学生正确书写化学方程式的能力，一道综合知识的考查题，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度中等．