【題目】鎢是我國(guó)豐產(chǎn)元素,是熔點(diǎn)最高的金屬,廣泛用于拉制燈泡的燈絲, 光明使者的美譽(yù)。鎢在自然界主要以鎢 (+6價(jià)) 酸鹽的形式存在。有開(kāi)采價(jià)值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦。白鎢礦的主要成分是鎢酸鈣(CaWO4);黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽,化學(xué)式常寫(xiě)成(FeWO4MnWO4),鎢酸(H2WO4)酸性很弱,難溶于水。

已知:①CaWO4與碳酸鈉共熱發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。

鎢在高溫下可與焦炭(C)反應(yīng)生成硬質(zhì)合金碳化鎢(WC)。

(1)74W在周期表的位置是第_______周期。

(2)寫(xiě)出黑鎢礦中FeWO4與氫氧化鈉,空氣熔融時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________;白鎢礦粉與碳酸鈉共熱的化學(xué)反應(yīng)方程式_______________。

(3)工業(yè)上,可用一氧化碳、氫氣或鋁還原WO3冶煉W。理論上,等物質(zhì)的量的CO、H2、Al作還原劑,可得到W的質(zhì)量之比為______。用焦炭也能還原WO3,但用氫氣更具有優(yōu)點(diǎn),其理由是_____________________________________。

4已知?dú)溲趸}和鎢酸鈣(CaWO4)都是微溶電解質(zhì),兩者的溶解度均隨溫度升高而減小。下圖為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線,則T1時(shí)Ksp(CaWO4)_________(mol/L)2。將鎢酸鈉溶液加入石灰乳得到大量鎢酸鈣,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________,T2時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________

(5)工業(yè)上,可用電解法從碳化鎢廢料中回收鎢。碳化鎢作陽(yáng)極,不銹鋼作陰極,鹽酸為電解質(zhì)溶液,陽(yáng)極析出濾渣D并放出CO2。寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式_______________。

【答案】 4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4 2∶2∶3 焦炭為固體,得到的金屬鎢會(huì)混有固體雜質(zhì),并且用焦炭還可能產(chǎn)生CO等有污染的尾氣 1×10-10 WO42-+ Ca(OH)2=CaWO4+ 2OH- 1×103 mol/L WC10e-+6H2O= H2WO4+CO2+ 10H+

【解析】(1)W74號(hào)元素,第五周期最后一種元素為56號(hào),第六周期最后一種元素為84號(hào),因此74號(hào)在元素周期表的第六周期,故答案為:六;

(2)FeWO4中的鐵為+2價(jià),與氫氧化鈉在空氣熔融時(shí)被空氣中的氧氣氧化,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;白鎢礦粉與碳酸鈉共熱的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4,故答案為:4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4

(3)工業(yè)上,可用一氧化碳、氫氣或鋁還原WO3冶煉W。理論上,1molCO、H2、Al作還原劑時(shí),轉(zhuǎn)移的電子分別為2mol,2mol3mol,根據(jù)得失電子守恒,得到W的質(zhì)量之比為223。用焦炭也能還原WO3,但用氫氣更具有優(yōu)點(diǎn),因?yàn)榻固繛楣腆w,得到的金屬鎢會(huì)混有固體雜質(zhì),并且用焦炭還可能產(chǎn)生CO等有污染的尾氣,故答案為:223;焦炭為固體,得到的金屬鎢會(huì)混有固體雜質(zhì),并且用焦炭還可能產(chǎn)生CO等有污染的尾氣;

(4)根據(jù)圖像,T1時(shí)KSP(CaWO4)=c(Ca2+)c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10,將鎢酸鈉溶液加入石灰乳,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),氫氧化鈣和鎢酸根離子反應(yīng)生成鎢酸鈣沉淀,反應(yīng)的離子方程式為:WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-,T2時(shí),C(OH-)=10-2mol/L,c(WO42-)=10-7mol/L,平衡常數(shù)K等于生成物平衡濃度系數(shù)次方之積和反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方之積,即K===1×103,故答案為:1×10-10WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-;1×103;

(5)電解時(shí),陰極是氫離子放電生成氫氣,電極反應(yīng)式是2H++2e-=H2,陽(yáng)極是碳化鎢失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng):WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+,故答案為:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+。

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B. 該化臺(tái)物中的所有碳原子一定處于同一平面內(nèi)

C. 該化合物可發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)

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(4)實(shí)驗(yàn)室配制900mL 0.1mol/L硫酸銅溶液,需要稱(chēng)取的溶質(zhì)(從上述物質(zhì)中選取)的質(zhì)量為________g,從配制好的溶液中取出300mL,其中含有SO42-的數(shù)目為_______(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

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