2020届福建高三化学——化学工业流程大题周练(以钨为载体)20

2020届福建高三化学——化学工业流程大题周练（以钨为载体）20
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2020届届届届届届届
——届届届届届届届届届届届届届届届届届20
一、单选题（本大题共2小题，共10分）
1. 二硫化钨(WS 2,WS 2中W 的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。

由钨铁矿(其主要成分是FeWO 4，还含少量Al 2O 3)制备二硫化钨的工艺流程如下图所示：
下列说法正确的是( )
A. 操作Ⅰ中用到的玻璃仪器只有漏斗、烧杯
B. FeWO 4在碱熔过程中发生反应的化学方程式为
C. 生成二硫化钨的化学方程式为
，若生成124 g WS 2，
则该反应所转移的电子数目为2N A
D. 滤渣Ⅰ的主要成分是氢氧化铝，CO 2可以用过量盐酸代替
2. 钨酸铵是制备二硫化钨(用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂)的中间物质。

由钨
铁矿(其主要成分是FeWO 4，还含少量Al 2O 3)制备钨酸铵的工艺流程如下：
下列说法不正确的是( )
A. 操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯
B. FeWO 4在碱熔过程中发生反应的化学方程式4FeWO 4+O 2+
8NaOH 高温̲̲̲̲̲̲2Fe 2O 3+4Na 2WO 4+4H 2O
C. 滤渣Ⅰ中主要成分是Al(OH)3
D. 制备钨酸铵升温到80°C，可以提高氨水的利用率
二、填空题（本大题共1小题，共15分）
3.钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。

自然界中钨主要以钨酸盐(钨元素的化
合价为+6)形式存在于黑钨矿中。

黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含有少量Si、As的化合物。

由黑钨矿石冶冻金属钨的工艺流程如图所示：
已知：①烧结物的成分为Fe2O3、MnO2、Na2SO3、Na2WO4、Na3AsO3、Na3AsO4；
②上述流程中，钨的化合价只在反应Ⅰ中发生改变；
③常温下钨酸难溶于水。

请回答下列问题：
(1)操作Ⅰ用到的玻璃仪器为______________。

(2)写出FeWO4在熔融条件下与Na2CO3、空气反应生成Fe2O3的化学方程式
________________。

(3)pH=10的溶液中的杂质阴离子为SiO32−、HAsO32−、HAsO42−等，则“净化”过程
中，MgCl2的作用是______________，加入H2O2时发生反应的离子方程式为
____________________。

(4)已知：室温时K sp[Mg(OH)2]=5.6×10−12，在“净化”阶段，常温时保持溶液
pH=10，为防止产生Mg(OH)2沉淀，溶液中c(Mg2+)应不超过_________mol/L。

(5)反应Ⅰ中，物质X可为H2、CO。

已知：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H1=a kJ/mol
W3(s)+3H2(g)⇌W(s)+3H2O(g)△H2=bkJ/mol
WO3(s)+3CO(g)⇌W(s)+3CO2(g)△H3=c kJ/mol
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根据上述信息，2WO3(s)+3C(s)⇌2W(s)+3CO2(g)的△H=____________kJ/ mol(用含a、b、c的式子表示)。

三、简答题（本大题共9小题，共75分）
4.钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。

自然界中钨主要存在于黑钨矿中，其主
要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含少量Si、As的化合物。

由黑钨矿冶炼钨的工艺流稗如下：
已知：
①滤渣Ⅰ的主要成份是Fe2O3、MnO2。

②上述流程中，钨的化合价只有在最后一
步发生改变。

③常温下钨酸难溶于水。

④碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为________，请写出FeWO4在熔融
条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式：________。

(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的杂质阴离子为
SiO32−、HAsO32−、HAsO42−等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为________，滤渣Ⅱ的主要成分是________。

(3)为了获得高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是________。

(4)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高
而减小。

下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

①T1________T2(填“>”或“<”)。

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②T1时，将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为
________。

=当溶液中WO42−恰好沉淀完全(离子浓度等于10−5mo1/L)时，溶液中c(WO42−)
c(OH−) ________。

5.钨(W)具有很大的工业价值，主要用于电子工业，合金添加剂等。

工业上利用白钨
矿精矿为原料{主要成分为钨酸钙(CaWO4)，还含有CaO、SiO2等杂质}生产钨粉的一种工艺流程如下：
已知：
a.钨酸钙微溶于水，能溶解在热盐酸中。

b.降低溶液pH可以从钨酸铵溶液中析出仲钨酸铵晶体，常温时可析出带11个结晶
水的仲钨酸铵晶体，但是由于颗粒很细小，难以进一步提纯。

在80～100℃时可析出颗粒较大的带5个结晶水的仲钨酸铵晶体，可进一步提纯精制。

(1)酸浸时为了提高浸出率，可采取的措施有
____________________________________。

(答出两条即可)
(2)酸浸时，需控制反应温度在90～100℃之间的原因是
___________________________。

(3)酸浸时发生的主要反应的化学方程式是______________________________。

(4)将废酸与粗钨酸分离的操作是________(填操作名称)。

(5)加入过量氨水后过滤，得到滤渣的主要成分是________(填化学式)。

(6)工艺流程中“结晶析出”，采用的结晶方法是________________。

(7)仲钨酸铵的化学式为5(NH4)2O·12WO3·nH2O，写出仲钨酸铵煅烧转化为WO3
的化学方程式。

(8)已知白钨矿精矿中的钨酸钙质量分数为a％，ωt该精矿经上述流程制得mkg钨
粉。

则该生产中钨的产率为_________________(用含“a”“ω”“m”的代数式表示)。

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6.钨是国家战略物资重要的元素之一。

自然界中钨主要存在于黑钨矿中，其主要成分
是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含有少量Si、As的化合物。

由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下：
已知：①滤渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3、MnO2；
②上述流程中，钨的化合价只有在最后一步发生改变；
③常温下钨酸溶于水。

(1)请写出FeWO4在碱熔过程中发生反应生成Fe2O3的化学方程式：
________________。

(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的杂质阴离子含
有SiO 32−、HAsO 32−、HAsO 42−等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为_______________________________，滤渣Ⅱ的主要成分是________。

(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高
而减小。

在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙，发生反应：WO42−(aq)+Ca(OH)2(s)CaWO4(s)+2OH−(aq)。

下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

则：
①T1________T2(填“>”或“<”)；
②T1℃时K sp(CaWO4)=________。

③由于溶液中离子间的相互作用，实验测得的上述反应的平衡常数与理论值相距
甚远。

T2℃时，向一定体积浓度均为0.5mol·L−1的Na2WO4和NaOH的混合溶液中，加入过量Ca(OH)2，反应达到平衡后WO42—的沉淀率为60%，则实验测得的平衡常数为__________。

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(4)H2还原WO3可得到钨，其总反应为：
WO3+3H2
=
高温
W+3H2O
，该总反应过程
大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：
温度25℃～550℃～600℃～700℃
主要成份WO3W2O5WO2W
假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2质量之比为________。

(5)钨是熔点最高的金属，日常用于制作灯丝。

钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢
挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：。

下列说法正确的有__________
A.温度越高，灯丝的使用寿命越长
B.WI 4在灯丝上分解，产生的W又在灯丝上沉积
C.温度升高时，WI 4的分解速率加快，而W和I 2的合成速率减慢
D.WI 4在灯管壁上分解，使灯管寿命延长
E.灯管内的I 2可以循环使用
(6)若黑钨矿中钨的质量分数为ω，提炼过程中利用率为b，欲用akg黑钨矿制得化
学纯金属钨，则产品中杂质允许含量的最大值为___________kg(化工产品等级标准：优级纯≥99.8%，分析纯≥99.7%，化学纯≥99.5%)
7.钨(W)是一种重要的金属，该金属单质及其化合物在照明、特种钢、光学材料等方
面应用广泛。

回答下列问题：
(1)W与第IA族中的铯(Cs)同周期，则W属于第_________周期。

(2)高纯度的单质W可用于制备白炽灯灯丝，工业生产中必须用氢气作还原剂还原
WO3，而不用焦炭，其原因是____________________________。

(3)二硫化钨(WS2)因其催化活性稳定可靠，使用寿命长，而用作石油化工中的催化
剂。

由钨铁矿(主要成分是FeWO4，含有SiO2、Fe2O3等杂质)制备二硫化钨的工艺流程如下：
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①滤渣A 的成分是Fe 2O 3，且“浸取”液中不含铁元素，则钨铁矿“熔融”反应的过程中，FeWO 4发生反应的化学方程式为____________________。

②滤渣B 的成分是________________(填化学式)。

③钨酸中加入氨水制备(NH 4)2WO 4的反应中，加热方式最好采用______________。

(4)钨酸钙又叫人造白钨，是一种重要的发光材料。

将Ca(OH)2加入Na 2WO 4溶液中
可得到CaWO 4，当Na 2WO 4溶液中c(WO 42−)=10−5mol ·L −1时，可认为溶液中的
WO 42−恰好完全沉淀，则温度为t℃时，该溶液中c(WO 42−)c (OH −)=_____________。

{t℃时，
K sp (CaWO 4)=1×10−10，K sp [Ca(OH)2]=4×10−7}
8. 二硫化钨(WS 2,WS 2中W 的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。

由钨铁矿(其主要成分是FeWO 4，还含少量Al 2O 3)制备二硫化钨的工艺流程如下：
请回答下列问题：
(1)已知FeWO 4中铁元素显+3价，则W 元素的化合价为________。

(2)操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有________。

(3)写出FeWO 4在碱熔过程中发生反应的化学方程式：________。

(4)滤渣Ⅰ中主要成分的形成可用离子方程式表示为________。

(5)钨丝灯管中的W 在使用过程中缓慢挥发而使灯丝变细，加入碘单质可以延长使用寿命，其原理为W (s )+2I 2(g )⇌WI 4(g )。

加入碘单质可以延长使用寿命的原因是________。

(6)已知常温下，K sp (CaWO 4)=1×10−10，浓度为x mol/L 的Na 2WO 4溶液与浓度为1×10−4 mol/L 的CaCl 2溶液按体积比2∶1混合，产生CaWO 4沉淀，则x ≥________。

9.钨是重要的战略物资，黑钨矿主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)以及
少量杂质(Si、P、As元素的化合物)。

由黑钨矿冶炼钨的“黑钨矿高压碱煮(烧破)一溶剂萃取一蒸发结晶法”工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)高压碱煮法中，“高压”的目的是________。

(2)除最后一步外，流程中钨元素价态均未发生改变，则FeWO4中铁元素的价态为
________。

第一步黑钨矿原料碱融时，FeWO4发生反应的化学方程式为________。

(3)滤渣Ⅰ的主要成分中含有的金属元素为________(填化学符号)。

(4)H2SO4中和后溶液中还有SiO32−、ASO33−、ASO43−、PO43−等离子，则净化过程中
加入H2O2时发生反应的离子方程式为________。

(5)第二次过滤所得钨酸钠溶液还含有Na2SO4、NaOH和________(填化学式)杂质。

为了得到纯净的钨酸，可向滤液中加入CaCl2溶液生成CaWO4沉淀，再用盐酸处理得到钨酸，再经过滤、洗涤、干燥、粉碎即得到钨酸成品。

请写出上述生成钨酸的离子方程式：________。

(6)若工厂使用mkg黑钨矿(含FeWO425％、MnWO430％)冶炼钨，得到nkg单质钨
粗产品(纯度90％)，则产率为________。

10.钨锰铁矿是冶炼金属钨的重要原料，春主要成分是钨酸锰(MnWO4)、钨酸亚铁
(FeWO4)，还含少量磷、砷的化合物。

由钨锰铁矿冶炼钨的工艺流程如图所示：
已知：①滤渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3、MnO2。

常温下，H2WO4难溶于水。

②由钨锰铁矿制备WO3过程中，W元素的化合价不变。

2020届福建高三化学——化学工业流程大题周练（以钨为载体）20请回答下列问题：
(1)“碱分解”反应前将钨锰铁矿粉碎，其作用是___________。

(2)“碱分解”过程中发生主要反应的化学方程式为____________________、
__________________。

(3)上述流程中向粗Na2WO4溶液中加H2SO4调节pH=10后，溶液中的杂质阴离子
确定含有HAsO、HAsO、HPO等，则“净化”过程中，加入的氧化剂最合适的是________(填标号)。

A.KMnO4
B.H2O2
C.Cl2
D.HNO3
加入氧化剂时发生反应的离子方程式为_________________________________，滤渣Ⅱ的主要成分是___________。

(4)目前，冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧
化钨中存在+5价和+6价两种价态的W。

试确定组成为WO2.7的氧化钨中这两种价态的钨原子数目之比等于_____。

(5)已知：Ca(OH)2和CaWO4都微溶于水，下图为T℃时Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶
解平衡曲线，则T℃时K SP=(CaWO4)=__________。

在Na2WO4溶液中加入石灰乳得到大量CaWO4，发生反应的离子方程式为________________，该反应的平衡常数为__________。

11.钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资．自然界中钨矿石的主要成分是铁和锰的
钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含少量Si、P、As的化合物．由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图：
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已知：①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2．
②上述流程中，除最后一步外，其余步骤钨的化合价未变．
③常温下钨酸难溶于水．
回答下列问题：
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为______ ，请写出MnWO4在熔融
条件下发生碱分解反应生成MnO2的化学方程式______ ．
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调pH=10后，溶液中的杂质阴离子确
SiO32−、HAsO32−、HAsO42−、HPO42−等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为______ ，滤渣Ⅱ的主要成分是______ ．
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高
而减小．图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则T1时
Ksp(CaWO4)=______ mol⋅L−1.将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为______ ，T2时该反应的平衡常数为______ mol⋅L−1．
(4)硬质合金刀具中含碳化钨(WC)，利用电解法可以从碳化钨废料中回收钨．电解
时，用碳化钨做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液，阳极析出钨酸并放出CO2.
该阳极反应式为______ ．
12.钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。

自然界中钨主要以钨酸盐(钨元素的化
合价为+6)形式存在于黑钨矿中。

黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含有少量Si、As的化合物。

由黑钨矿石冶冻金属钨的工艺流程如图所示：
已知：①烧结物的成分为Fe2O3、MnO2、Na2SO3、Na2WO4、Na3AsO3、Na3AsO4；
②上述流程中，钨的化合价只在反应Ⅰ中发生改变；
③常温下钨酸难溶于水。

请回答下列问题：
(l)操作Ⅰ用到的玻璃仪器为______。

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(2)写出FeWO4在熔融条件下与Na2CO3、空气反应生成Fe2O3的化学方程式
______。

(3)pH=10的溶液中的杂质阴离子为SiO32−、HAsO32−、HAsO42−等，则“净化”过程中，MgCl2的作用是______，加入H2O2时发生反应的离子方程式为______。

(4)已知：室温时K sp[Mg(OH)2]=5.6×10−12，在“净化”阶段，常温时保持溶液pH=10，为防止产生Mg(OH)2沉淀，溶液中c(Mg2+)应不超过______mol/L。

(5)反应Ⅰ中，物质X 可为H2、CO。

①已知：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H1=a kJ/mol
WO3(s)+3H2(g)⇌W(s)+3H2O(g)△H2=bkJ/mol
WO3(s)+3CO(g)⇌W(s)+3CO2(g)△H3=c kJ/mol
根据上述信息，2WO3(s)+3C(s)⇌2W(s)+3CO2(g)的△H=______kJ/mol(用含a、
b、c的式子表示)。

②若黑钨矿中钨的质量分数为ω，提炼过程中利用率为b，欲用akg 黑钨矿制得化学纯金属钨，则产品中杂质允许含量的最大值为______kg(化工产品等级标准：优
级纯≥99.8%，分析纯≥99.7%，化学纯≥99.5%)
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答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
本题以制备二硫化钨的工艺流程为载体，考查了制备方案的设计，题目难度中等，涉及氧化还原反应原理、对工艺流程的理解、常用化学用语等知识，理解工艺流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用知识分析、解决问题的能力。

【解答】
A.操作Ⅰ为过滤操作，故所需玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、漏斗，故A错误；
B.由流程中浸取出的产物可知碱熔过程中发生了氧化还原反应为：
，故B正确;
C.由方程可知生成2mol的WS2转移的电子为16mol，故生成124gWS2即0.5mol，转移电子数应为4N A，故C错误；
D.因为钨铁矿中含有Al2O3，故碱熔后会有AlO2−生成，流程中通入CO2后得到的滤渣为Al(OH)3，CO2不可以用过量盐酸代替，因为氢氧化铝能溶于过量的盐酸，故D错误。

故选B。

2.【答案】D
【解析】【分析】
本题以工业流程为载体考查物质分离、氧化还原方程式书写、过程分析等，难度一般，注意分析过程是解题关键；
【解答】
A.操作I得到溶液和滤渣，此操作方法是过滤，用到的玻璃仪器是(普通)漏斗、烧杯、玻璃棒；正确；
B.根据流程图，FeWO4在碱熔中，得到Fe2O3和Na2WO4，反应物是NaOH、FeWO4、NaOH，生成物是Na2WO4、Fe2O3，FeWO4中Fe显+3价，W显+5价，Na2WO4中W显+6价，FeWO4为还原剂，O2为氧化剂，因此化学反应方程式为4FeWO4+O2+
8NaOH高温
̲̲̲̲̲̲2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O，正确；
C.根据钨铁矿含有成分中有氧化铝，氧化铝为两性氧化物，碱熔中发生Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+H2O，粗钨酸钠溶液中通入过量的CO2，发生AlO2−+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3−，滤渣I为氢氧化铝；正确；
D.温度过高氨水会挥发，利用率会降低，故错误；
故选D．
3.【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4Na2WO4+4CO2↑
(3)除去溶液中的SiO32−、HAsO42−H2O2+HAsO32−=HAsO42−+H2O
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(4)5.6×10−4
(5)3a +b +c
【解析】【分析】
本题以钨矿原料制备W 的工艺流程为载体，考查了制备方案的设计，题目难度中等，涉及氧化还原反应原理、对工艺流程的理解、常用化学用语等知识，理解工艺流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用知识分析、解决问题的能力。

【解答】
(1)操作I 是过滤，用到的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯；
故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)钨酸盐FeWO 4为钨酸亚铁，在熔融条件下与Na 2CO 3、空气反应生成Fe 2O 3 ，铁元素被氧气氧化，化学方程式为4FeWO 4+O 2+4Na 2CO 3
2Fe 2O 3+4Na 2WO 4+
4CO 2↑ ，
故答案为：4FeWO 4+O 2+4Na 2CO 32Fe 2O 3+4Na 2WO 4+4CO 2↑ ； (3)烧结物的成分为Fe 2O 3、MnO 2、Na 2SO 3、Na 2WO 4、Na 3AsO 3、Na 3AsO 4，水浸后过滤，滤液中含有Na 2SiO 3、Na 2WO 4、Na 3AsO 3、Na 3AsO 4，加入硫酸调节pH =10后m
溶液中的杂质阴离子为SiO 32−、HAsO 32−、HAsO 42−等，加入H 2O 2的目的是将HAsO 32−氧化
成HAsO 42−，离子方程式为H 2O 2+HAsO 32−=HAsO 42−+H 2O ，加入氯化镁，Mg 2+沉淀
SiO 32−、HAsO 42−离子，
故答案为：除去溶液中的SiO 32−、HAsO 42− ；H 2O 2+HAsO 32−=HAsO 42−+H 2O ；
(4)pH =10，c(OH −)=
10−1410−10=10−4mol/L ，c(Mg 2+)=K sp (OH −)2=5.6×10−12
(10−4)2=5.6×
10−4mol/L, 故答案为：5.6×10−4 ；
(5)已知：C(s)+H 2O(g)⇌CO(g)+H 2(g) △H 1=a kJ/mol ①
WO 3(s)+3H 2(g)⇌W(s)+3H 2O (g) △H 2=bkJ/mol ②
WO 3(s)+3CO(g)⇌W(s)+3CO 2(g) △H 3=c kJ/mol ③
3x①+②+③得，2WO 3(s)+3C(s)⇌2W(s)+3CO 2(g) △H =3a +b +ckJ/mol ，
故答案为：3a+b+c。

4.【答案】(1)+6；2MnWO4+O2+4NaOH≜2MnO2+2Na2WO4+2H2O
(2)HAsO32−+H2O2=HAsO42−+H2O；MgSiO3、MgHAsO4
(3)如果用碳作还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题
(4)①<
②WO42−+Ca(OH)2=CaWO4+2OH−；1×10−4
【解析】【分析】
本题考查无机工艺流程，较为综合。

侧重考查化学方程式书写，掌握流程图的分析是解答关键。

读懂信息，结合框图加以分析。

【解答】
(1)钨酸盐中铁元素、锰元素化合价为+2价，氧元素−2价，化合物中化合价代数和为0，则钨元素的化合价为+6；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，根据流程图的提示知，黑钨矿在空气中熔融生成WO42−、MnO2、Fe2O3等，化学反应方程式为2MnWO4+O2+ 4NaOH≜2MnO2+2Na2WO4+2H2O；
故答案为：+6；2MnWO4+O2+4NaOH≜2MnO2+2Na2WO4+2H2O；
(2)加入过氧化氢，HAsO32−氧化为HAsO42−，离子方程式为：HAsO32−+H2O2=HAsO42−+ H2O：加入氯化镁，生成难溶于水的MgSiO3、MgHAsO4，过滤，滤渣Ⅱ为：MgSiO3、MgHAsO4；
故答案为：HAsO32−+H2O2=HAsO42−+H2O；MgSiO3、MgHAsO4；
(3)不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是：如果用碳作还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题，
故答案为：如果用碳作还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题；
(4)①根据图象可以知道，氢氧化钙和钨酸钙在钙离子浓度相同时，T1温度下阴离子浓度大于T2，说明T1时的溶度积大于T2，溶度积越大，则溶解度越大，所以T1时溶解度较大，因为“已知氢氧化钙和钨酸钙都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小则T1<T2；
故答案为：<；
②将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO42−+Ca(OH)2=CaWO4+2OH−，T1时K sp(CaWO4)= c(Ca2+)×c(WO42−)=(1×10−5)2=1×10−10，当钨酸根恰好完全沉淀时钙离子浓度为
1×10−5mol/L，此时溶液中氢氧根离子浓度为√(1×10−2)2×1×10−3
mol/L=1×10−1mol/
1×10−5
L，故钨酸根与氢氧根离子的物质的量浓度之比为1×10−5
=1×10−4，
1×10−1
故答案为：WO42−+Ca(OH)2=CaWO4+2OH−；1×10−4。

5.【答案】(1)粉碎、搅拌、适当的增大盐酸浓度等
2020届福建高三化学——化学工业流程大题周练（以钨为载体）20 15 / 23
(2)充分溶解CaWO 4，温度过低，化学反应速率较慢，温度过高，会加快盐酸挥发损失
(3)CaWO 4+2HCl =H 2WO 4+CaCl 2
(4)过滤
(5)SiO 2
(6)80～100℃蒸发结晶
(7)5(NH 4)2O ·12WO 3·nH 2O =高温
12WO 3+10NH 3↑+(n +5)H 2O
(8)18m 115aw ×100％
【解析】【分析】
本题属于化学工艺流程题目，涉及物质的分离提纯、对原理的分析评价、实验基本操作、溶度积有关计算等，关键是对工艺流程的理解，是对学生综合能力的考查，难度中等。

【解答】
(1)提高浸出率，可增大盐酸浓度、升高温度、将固体原料粉碎、边加盐酸边搅拦、增加浸出时间等，
故答案为：粉碎、搅拌、适当的增大盐酸浓度等；
(2)温度较高CaWO 4溶解量大，但温度过高，会加快反应的挥发，且反应速率也较快，温度过低，反应速率较慢，
故答案为：充分溶解CaWO 4，温度过低，化学反应速率较慢，温度过高，会加快盐酸挥发损失；
(3)酸浸时CaWO 4与盐酸反应生成H 2WO 4、CaCl 2，反应方程式为：CaWO 4+2HCl =H 2WO 4+CaCl 2，故答案为：CaWO 4+2HCl =H 2WO 4+CaCl 2；
(4)将废酸与粗钨酸分离的操作需要过滤得到固体和溶液，故答案为：过滤；
(5)加入过量氨水，H 2WO 4转化为可溶性钨酸铵，SiO 2不反应，过滤得到的滤渣为SiO 2，故答案为：SiO 2；
(6)根据题目信息b ，在80～100℃时可析出颗粒较大的带5个结晶水的仲钨酸铵晶体，所以工艺流程中“结晶析出”，采用的结晶方法是80～100℃蒸发结晶，
故答案为：80～100℃蒸发结晶；
(7)仲钨酸铵加热分解得到三氧化钨，同时生成NH 3、H 2O ，反应方程式为：5(NH 4)2O ·12WO 3·nH 2O =高温12WO 3+10NH 3↑+(n +5)H 2O ，
故答案为：5(NH 4)2O ·12WO 3·nH 2
O =高温12WO 3+10NH 3↑+(n +5)H 2O ； (8)CaWO 4～W ，理论上可得W 的质量=
wt×a ％288×184=115wa 18kg ，钨的产率=mkg
115aw
18×100％=18m 115aw ×100％，
故答案为：18m 115aw ×100％。

6.【答案】
(2)H 2O 2+HAsO 32−=HAsO 42−+H 2O ；MgSiO 3、MgHAsO 4
(3)①<②1×10−10 ③6.05
(4)1：1：4
(5)BE
(6)abω199
【解析】【分析】
本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等。

【解答】
由黑钨矿冶炼钨的工艺流程：向黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，还含少量Si、As的化合物)中加入氧气和氢氧化钠，主要反应为：
，
，钨酸亚铁和氢氧化钠、
氧气反应生成氧化铁和钨酸钠，钨酸锰和氢氧化钠、氧气反应生成钨酸钠和二氧化锰，Si、As生成相应的盐，水浸时，氧化铁和二氧化锰不溶于水，钨酸钠溶于水，故过滤后得到的滤液主要含钨酸钠，滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2，钨酸钠和浓硫酸反应生成钨酸和硫酸钠；加入过氧化氢，HAsO32−氧化为HAsO42−，加入氯化镁，生成难溶于水的MgSiO3、MgHAsO4，过滤，滤渣Ⅱ为：MgSiO3、MgHAsO4，滤液为钨酸钠，酸化，加热分解产生三氧化钨和水，用还原剂还原三氧化钨生成钨，
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中铁元素、锰元素化合价为+2价，氧元素−2价，化合物
中化合价代数和为0，则钨元素的化合价为+6；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，根据流程图的提示知，黑钨矿在空气中熔融生成WO42−、MnO2，、Fe2O3等，化学反应方程式为：，
故答案为：；
(2)加入过氧化氢，HAsO32−氧化为HAsO42−，离子方程式为：H2O2+HAsO32−=HAsO42−+ H2O，加入氯化镁，生成难溶于水的MgSiO3、MgHAsO4，过滤，滤渣Ⅱ为：MgSiO3、MgHAsO4；
故答案为：H2O2+HAsO32−=HAsO42−+H2O；MgSiO3、MgHAsO4；
(3)①根据图象可知，氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)在钙离子浓度相同时，T1温度下阴离
子浓度大于T2，说明T1时的溶度积大于T2，溶度积越大，则溶解度越大，所以T1时溶解度较大，由于“已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小”，则T1<T2，
故答案为：<；
②T1时K SP(CaWO4)=c(Ca2+)⋅c(WO42−)=1×10−5×1×10−5=1×10−10，
故答案为1×10−10；
③WO42−(aq)+Ca(OH)2(s)=CaWO4(s)+2OH−(aq)
起始/mol⋅L−10.50.5
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变化/mol ⋅L −1 0.5×60%=0.3 0.6 平衡/mol ⋅L −1 0.2 1.1 K = c 2(OH −)c(WO 42−) = 1.12
 0.2 =6.05(mol ·L −1)， 故答案为：6.05；
(4)假定有2molWO 3，由、、
可知，三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol ：
1mol ：2mol ×2=1：1：4，
故答案为：1：1：4；
(5) 由所给化学方程式知，挥发的W 与I 2结合形成气态WI 4，由于气体运动的结果，WI 4会与还没有挥发的W 接触，在高温下WI 4分解生成W 及I 2，生成的W 附着在还没有挥发的W 上，灯管内的I 2可循环使用，故B 、E 对；灯管壁温度较低，WI 4不会分解，故D 错；升高温度，也能加快W 与I 2的反应速率，故C 错；温度越高，灯丝的使用寿命越短，故A 错，
故答案为：BE ；
(6)若黑钨矿中钨的质量分数为ω，提炼过程中利用率为b ，欲用akg 黑钨矿制得化学纯金属钨，则产品中杂质允许含量的最大值为
abω×0.5％kg 99.5％ =abω 199 kg 故答案为：abω
199。

7.【答案】(1)六
(2)H 2做还原剂得到的W 纯度高
(3)①4FeWO 4+O 2+8NaOH
2Fe 2O 3+4Na 2WO 4+4H 2O
②H 2SiO 3
③水浴
(4)5×10−5
【解析】【分析】
本题以制备二硫化钨的工艺流程为载体，考查了制备方案的设计，题目难度中等，涉及氧化还原反应原理、对工艺流程的理解、常用化学用语及难溶电解质溶解平衡的计算等知识，理解工艺流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用知识分析、解决问题的能力。

【解答】
(1)因W 与第IA 族中的铯(Cs)同周期可知其在元素周期表中的位置是第六周期， 故答案为：六；
(2)如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题，H 2做还原剂得到的W 纯度高，
故答案为：H 2做还原剂得到的W 纯度高；
(3)①根据“且‘浸取’液中不含铁元素”可知钨铁矿“熔融”反应中生成Fe 2O 3，故反应
的化学方程式为：4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O，
故答案为：4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；
②加入“NaOH”“熔融”过程中SiO2转化为Na2SiO3，向该溶液中通入CO2生成沉淀
H2SiO3，
故答案为：H2SiO3；
③由流程图可知加热温度为57～60℃，故最好采用水浴加热，
故答案为：水浴；
(4)K sp(CaWO4)=c(Ca2+)×c(WO4−)=1×10−10，当溶液中c(WO42−)=10−5 mol⋅L−1时，则溶液中c(Ca2+)=1×10−5mol⋅L−1，而K sp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c2(OH−)=
=5×10−5，
4×10−7，故c(OH−)=0.2mol⋅L−1，故溶液中C(WO42−)
C(OH−)
故答案为：5×10−5。

8.【答案】(1)+5
(2)玻璃棒、漏斗、烧杯
(4)AlO2−+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3−
(5)灯管内的I2可以循环使用，WI4在灯丝上分解，产生的W又在灯丝上沉积
(6)4.5×10−6
【解析】【分析】
本题以钨铁矿原料制备W的工艺流程为载体，考查了制备方案的设计，题目难度中等，涉及氧化还原反应原理、对工艺流程的理解、常用化学用语及难溶电解质溶解平衡的计算等知识，理解工艺流程是解题的关键，需要学生具有扎实的基础与综合运用知识分析、解决问题的能力。

【解答】
(1)已知FeWO4中铁元素显+3价，根据化合价代数和为0，则W元素的化合价为：+5，故答案为：+5；
(2)操作Ⅰ为过滤，需要的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯，
故答案为：玻璃棒、漏斗、烧杯；
(3)FeWO4在碱熔过程中被空气中氧气氧化，生成Fe2O3、Na2WO4和H2O，发生反应的化学方程式为，
故答案为：；
(4)滤渣Ⅰ中主要成分为Al(OH)3，则通入过量CO2气体生成Al(OH)3沉淀的离子方程式为AlO2−+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3−，
故答案为：AlO2−+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3−；
(5)由化学方程式知，挥发的W与I2结合形成气态WI4，由于气体运动的结果，WI4会与灯丝接触，WI4分解生成的W又沉积在灯丝上；
故答案为：灯管内的I2可以循环使用，WI4在灯丝上分解，产生的W又在灯丝上沉积；。