中國是世界上最大的鎢儲藏國,超細鎢粉是生產(chǎn)硬質(zhì)合金所必須的原料,是重要的戰(zhàn)略物資。自然界中鎢主要存在于黑鎢礦中,其主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4),還含少量Si、As的化合物。由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程如圖所示:
已知:①“濾渣1”的主要成分是Fe2O3、MnO2。
②上述流程中,鎢的化合價只有在最后一步發(fā)生改變。
③常溫下鎢酸難溶于水。
回答下列問題:
(1)鎢酸鹽(FeWO4、MnWO4)中鎢元素的化合價為+6,請寫出FeWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解反應(yīng)生成Fe2O3的化學(xué)方程式 4FeWO4+O2+8NaOH 高溫 4Na2WO4+2Fe2O3+4H2O4FeWO4+O2+8NaOH 高溫 4Na2WO4+2Fe2O3+4H2O。
(2)從中制備出黃鎢(WO3)后,工業(yè)上可以采用鋁熱還原法生產(chǎn)鎢鐵合金,已知:
①WO3(s)+2Al(s)═W(s)+Al2O3(s)△H1
②3Fe3O4(s)+8Al(s)═9Fe(s)+4Al2O3(s)△H2
則四氧化三鐵與鎢反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 3Fe3O4(s)+4W(s)=9Fe(s)+4WO3(s)△H3=△H2-4△H13Fe3O4(s)+4W(s)=9Fe(s)+4WO3(s)△H3=△H2-4△H1(反應(yīng)熱寫為△H2并用含△H1、△H2的代數(shù)式表示),在反應(yīng)②中若有0.3molFe3O4參加反應(yīng),則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 2.42.4mol。
(3)工業(yè)上也可以用H2逐級還原:WO3→WO290→WO272→WO2→W,總反應(yīng)為3H2(g)+WO3(s)?W(s)+3H2O(g)△H,實驗測得一定條件下,平衡時H2的體積分數(shù)曲線如圖所示:
①由圖可知,a點處反應(yīng)將向 右右(填“左”或“右”)進行。
②如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中達到平衡,下列說法正確的是 BCBC(填字母)。
A.v消耗(H2)=v生成(H2O)時,一定達到平衡狀態(tài)
B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時,一定達到平衡狀態(tài)
C.容器內(nèi)氣體的密度不變時,一定達到平衡狀態(tài)
D.容器內(nèi)壓強不變時,一定達到平衡狀態(tài)
③由圖可知900K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2727。
④已知在高溫下,氧化鎢會與水蒸氣反應(yīng)生成一種揮發(fā)性極強的水鎢化合物WO2(OH)2,因此在反應(yīng)中要適當加快氫氣的流速,原因是 可快速帶走水蒸氣,提高鎢的產(chǎn)率可快速帶走水蒸氣,提高鎢的產(chǎn)率。
高溫
高溫
【答案】4FeWO4+O2+8NaOH 4Na2WO4+2Fe2O3+4H2O;3Fe3O4(s)+4W(s)=9Fe(s)+4WO3(s)△H3=△H2-4△H1;2.4;右;BC;27;可快速帶走水蒸氣,提高鎢的產(chǎn)率
高溫
【解答】
【點評】
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