Question

（14分）鎢是我國豐產(chǎn)元素，也是熔點最高的金屬，被譽為“光明使者”。用黑鎢礦[FeWO4、MnWO4(W為+6價)]結(jié)合其它化工生產(chǎn)高純鎢的化工流程如下。已知H2WO4是不溶于水的弱酸，受熱可分解生成氧化物。請回答下列有關(guān)問題：

（1）上述流程中通入空氣的目的是 ；

（2）濾渣A與硫酸反應(yīng)的離子方程式為 ；

（3）實驗室用鋅錳堿性電池作做電源模擬氯堿工業(yè)的裝置如下圖：

已知：鋅錳堿性電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH，則鋅錳堿性電池的鋅電極應(yīng)與裝置中電極 (填“A”或“B”)相接，氣體Y為氣體出口 （填“A”或“B”）出來的氣體，為提高生產(chǎn)效率，電解開始時，從進(jìn)料口B加入的物質(zhì)為 ，寫出鋅錳堿性電池正極反應(yīng)式 ；

（4）已知：單質(zhì)碳也可與固體甲制得鎢，用氣體Y而不用單質(zhì)碳的原因 ；

（5）將H2 與CO2以4:1的體積比混合，在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH4。已知：

CH4 (g) + 2O2(g) CO2(g)+ 2H2O（1） ΔH1＝－890.3 kJ/mol

H2(g) + 1/2O2(g) H2O（1） ΔH2＝－285.8 kJ/mol

則CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是 。

Answer 1

（14分）

⑴ 氧化Fe2＋、Mn2＋（2分）

⑵ Fe2O3 + 6H＋ = 2Fe3＋ + 3H2O 或 Fe3O4 + 8H＋ = 2Fe3＋ + Fe2＋ + 4H2O（2分）

⑶ B（1分） B（1分）

稀氫氧化鈉溶液（1分） MnO2 + e－ + H2O = MnOOH + OH－（2分）

⑷會引入雜質(zhì)碳；會生成碳化鎢（2分，任答一點）

⑸CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=－252.9kJ/mol（3分）

【解析】

試題分析：（1）因為鋅錳堿性電池中含有二氧化錳，所以通入空氣的目的是氧化Fe2＋、Mn2＋，使其轉(zhuǎn)化為Fe3+、Mn4+；

（2）因為亞鐵離子被氧化為鐵離子，與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，在加熱條件下，最終轉(zhuǎn)化為氧化鐵或四氧化三鐵，所以濾渣A與稀硫酸反應(yīng)實質(zhì)是氧化鐵與稀硫酸反應(yīng)，離子方程式是Fe2O3 + 6H＋ = 2Fe3＋ + 3H2O 或 Fe3O4 + 8H＋ = 2Fe3＋ + Fe2＋ + 4H2O；

（3）堿性鋅錳電池的Zn發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負(fù)極，濾液A與鹽酸反應(yīng)生成鎢酸沉淀，焙燒分解生成WO3，氯堿工業(yè)中產(chǎn)生的氣體有氫氣和氯氣，而氫氣可還原WO3為W，氫氣在負(fù)極產(chǎn)生，而Fe不能做陽極，所以Fe極為陰極，所以鋅錳堿性電池的鋅電極應(yīng)與裝置中電極B相連，則氫氣在B口出來的氣體；為增強溶液的導(dǎo)電性，在進(jìn)料口B處加入稀NaOH溶液；堿性鋅錳電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化錳得到電子生成MnOOH，電極反應(yīng)式為MnO2 + e－ + H2O = MnOOH + OH－；

（4）若用碳單質(zhì)還原WO3­，則W中可能含有C單質(zhì)，而用氫氣還原，則不會產(chǎn)生雜質(zhì)；

（5）利用蓋斯定律將氧氣消去，所以CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的反應(yīng)熱ΔH=4ΔH2-ΔH1=－252.9kJ/mol，所以CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的的熱化學(xué)方程式是CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=－252.9kJ/mol。

考點：考查工業(yè)流程的分析，電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，蓋斯定律的應(yīng)用

考點分析： 考點1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點2：離子方程式 考點3：電解池 試題屬性

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