Question

鎢是我國豐產(chǎn)元素，也是熔點(diǎn)最高的金屬，被譽(yù)為“光明使者”．用黑鎢礦[FeWO₄、MnWO₄（W為+6價(jià)）]結(jié)合其它化工生產(chǎn)高純鎢的化工流程如圖1．已知H₂WO₄是不溶于水的弱酸，受熱可分解生成氧化物．請(qǐng)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(shí)驗(yàn)室用鋅錳堿性電池作做電源模擬氯堿工業(yè)的裝置如圖2：
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(shí)，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：?jiǎn)钨|(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）△H₁=-890.3kJ/mol  H₂（g）+1/2O₂（g）═H₂O（1）△H₂=-285.8kJ/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

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：黑鎢礦通入空氣與氫氧化鈉在熔融狀態(tài)下反應(yīng)生成MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、Na₂WO₄，加水溶解、過濾，濾渣A含有MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄，加入硫酸，F(xiàn)e₂O₃、Fe₃O₄溶解，濾渣C為MnO₂，可用于鋅錳堿性電池，濾液A含有Na₂WO₄，加入鹽酸可生成H₂WO₄沉淀，灼燒生成WO₃，濾液B含有NaCl，電解飽和食鹽水生成氫氣，可與WO₃反應(yīng)生成W，以此解答該題．

解答： 解：黑鎢礦通入空氣與氫氧化鈉在熔融狀態(tài)下反應(yīng)生成MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、Na₂WO₄，加水溶解、過濾，濾渣A含有MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄，加入硫酸，F(xiàn)e₂O₃、Fe₃O₄溶解，濾渣C為MnO₂，可用于鋅錳堿性電池，濾液A含有Na₂WO₄，加入鹽酸可生成H₂WO₄沉淀，灼燒生成WO₃，濾液B含有NaCl，電解飽和食鹽水生成氫氣，可與WO₃反應(yīng)生成W，
（1）上述流程中通入空氣可氧化Fe²⁺、Mn²⁺，故答案為：氧化Fe²⁺、Mn²⁺；
（2）濾渣A含有MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄，加入硫酸，F(xiàn)e₂O₃、Fe₃O₄溶解，反應(yīng)的離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺4H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺4H₂O；
（3）鋅錳堿性電池的鋅電極為負(fù)極，電解飽和食鹽水，石墨為陽極，鐵為陰極，鋅錳堿性電池的鋅電極應(yīng)與裝置中電極B相連，氫氣在陰極生成，從出口B出來，且陰極生成氫氧化鈉，所以為提高生產(chǎn)效率，電解開始時(shí)，從進(jìn)料口B加入的物質(zhì)為稀氫氧化鈉溶液，鋅錳堿性電池正極反應(yīng)式為MnO₂+e^-+H₂O=MnOOH+OH^-，
故答案為：B；B；稀氫氧化鈉溶液；MnO₂+e^-+H₂O=MnOOH+OH^-；
（4）單質(zhì)碳也可與固體甲制得鎢，但易引入雜質(zhì)碳，且生成碳化鎢，故答案為：會(huì)引入雜質(zhì)碳，會(huì)生成碳化鎢；
（5）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3KJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H₂=-285.8KJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，②×4-①得CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l），
故△H=4×（-285.8KJ/mol）-（-890.3KJ/mol）=-252.9kJ/mol，
故熱化學(xué)方程式為：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-252.9kJ/mol，
故答案為：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-252.9kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查工業(yè)制備流程、金屬的冶煉、化學(xué)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、�?jì)算能力的考查，綜合性強(qiáng)，注意把握實(shí)驗(yàn)的流程和原理，難度中等．