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钨是重要的战略元素,在地壳中含量仅为0.007%,我国钨储量约占世界总储量的55%,居首位.从经过预处理的钨矿原料(主要成分FeWO4、MnWO4,还含Si、P、As的化合物等)制备WO3的流程如下:回
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钨是重要的战略元素,在地壳中含量仅为0.007%,我国钨储量约占世界总储量的55%,居首位.从经过预处理的钨矿原料(主要成分FeWO4、MnWO4,还含Si、P、As的化合物等)制备WO3的流程如下:
回答下列问题:
(1)上述流程中操作甲的名称是___.
(2)钨矿原料“碱分解”时的浸出率与原料中的CaO含量、NaOH浓度、碱用量等都有关系,如下表所示.下列说法正确的是___.
钨矿原料碱分解时的浸出率受NaOH浓度等因素影响的关系图
注:碱用量的单位为理论量的倍数
A.增大NaOH浓度浸出率增大 B.增大碱用量浸出率一定增大
C.增大碱用量浸出率一定减小 D.原料中CaO的含量增大则浸出率增大
(3)pH=10的溶液中含有的杂质阴离子有SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等.则“净化”时,加入H2O2反应的离子方程式___.
(4)在“净化”阶段,若常温下所得溶液pH=9.5,为不产生Mg(OH)2沉淀,溶液中c(Mg2+)应不超过___.[Ksp(Mg(OH)2=5.6×10-12]
(5)上述流程中所得的产品质量较好,但有废物排出,排出的废水中含有的主要物质是___(填化学式).
(6)用酸性介质中的碳化钨(WC)的阳极氧化法,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,阳极析出钨酸并放出无污染的气体.该阳极反应式为___.
回答下列问题:
(1)上述流程中操作甲的名称是___.
(2)钨矿原料“碱分解”时的浸出率与原料中的CaO含量、NaOH浓度、碱用量等都有关系,如下表所示.下列说法正确的是___.
钨矿原料碱分解时的浸出率受NaOH浓度等因素影响的关系图
w(CaO)% NaOH浓度& 浸出率% 碱用量c/mol•L-1 | 0.1 | 1.3 | 1.3 | 2.7 |
30 | 30 | 40 | 40 | |
1.1 | 99.1 | 90.1 | 93.3 | 83.2 |
1.3 | 99.4 | 92.7 | 93.0 | 82.1 |
1.5 | 99.5 | 93.4 | 96.5 | 83.0 |
A.增大NaOH浓度浸出率增大 B.增大碱用量浸出率一定增大
C.增大碱用量浸出率一定减小 D.原料中CaO的含量增大则浸出率增大
(3)pH=10的溶液中含有的杂质阴离子有SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等.则“净化”时,加入H2O2反应的离子方程式___.
(4)在“净化”阶段,若常温下所得溶液pH=9.5,为不产生Mg(OH)2沉淀,溶液中c(Mg2+)应不超过___.[Ksp(Mg(OH)2=5.6×10-12]
(5)上述流程中所得的产品质量较好,但有废物排出,排出的废水中含有的主要物质是___(填化学式).
(6)用酸性介质中的碳化钨(WC)的阳极氧化法,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,阳极析出钨酸并放出无污染的气体.该阳极反应式为___.
▼优质解答
答案和解析
(1)反应流程图中加氯化镁沉淀SiO32-、HAsO42-、HPO42-等,预得到钨酸钠溶液,分离固液通常用过滤,
故答案为:过滤;
(2)根据图表数据分析,增大NaOH浓度,浸出率增大;增大CaO浓度,浸出率减小,所以增大碱用量,浸出率不一定增大或减小,
故答案为:A,
(3)根据以上分析,加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-,离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O,
故答案为:H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O;
(4)在“净化”阶段,若常温下所得溶液pH=9.5,Kw=c(OH-)•c(H+),c(OH-)=
=10-4.5mol•L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=5.6×10-12,C(Mg2+)=
=
=5.6×10-3mol•L-1,
故答案为:5.6×10-3mol•L-1;
(5)钨矿原料加入氢氧化钠溶解,再加硫酸调节pH=10,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠,加氯化镁沉淀SiO32-、HAsO42-、HPO42-等,所以排出的废水中含有的主要物质是Na2SO4、NaCl,
故答案为:Na2SO4、NaCl;
(6)电解时,阴极是氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H++2e-=H2↑,阳极是碳化钨失去电子,发生氧化反应:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+,
故答案为:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+.
故答案为:过滤;
(2)根据图表数据分析,增大NaOH浓度,浸出率增大;增大CaO浓度,浸出率减小,所以增大碱用量,浸出率不一定增大或减小,
故答案为:A,
(3)根据以上分析,加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-,离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O,
故答案为:H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O;
(4)在“净化”阶段,若常温下所得溶液pH=9.5,Kw=c(OH-)•c(H+),c(OH-)=
10-14 |
10-9.5 |
KSP[Mg(OH)2] |
C2(OH-) |
5.6×10-12 |
(1×10-9.5)2 |
故答案为:5.6×10-3mol•L-1;
(5)钨矿原料加入氢氧化钠溶解,再加硫酸调节pH=10,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠,加氯化镁沉淀SiO32-、HAsO42-、HPO42-等,所以排出的废水中含有的主要物质是Na2SO4、NaCl,
故答案为:Na2SO4、NaCl;
(6)电解时,阴极是氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H++2e-=H2↑,阳极是碳化钨失去电子,发生氧化反应:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+,
故答案为:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+.
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