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：已知：①滤渣I的主要

Question

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：

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SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-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___．

Answer 1

（1）钨酸盐FeWO₄为钨酸亚铁，钨酸盐（FeWO₄、MnWO₄）中铁、锰的化合价都为+2价，设钨酸盐（FeWO₄、MnWO₄）中钨元素的化合价为+x，因化合物中正负化合价代数和为零，则+2+x+（-2）×4=0，解得x=+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WO₄^2-、MnO₂，、Fe₂O₃等，其中转化中生成MnO₂的化学反应方程式为2MnWO₄+O₂+4NaOH=2MnO₂+2Na₂WO₄+2H₂O，
故答案为：+6；2MnWO₄+O₂+4NaOH(高温.)/()2MnO₂+2Na₂WO₄+2H₂O；
（2）根据以上分析，加入H₂O₂的目的是将HAsO₃^2-氧化成HAsO₄^2-，离子方程式为H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O，滤液I中存在SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等离子，经过调解pH值后，加入氯化镁，Mg²⁺沉淀SiO₃^2-、HAsO₃^2-、HAsO₄^2-、HPO₄^2-等离子，滤渣Ⅱ的主要成分是MgSiO₃、MgHAsO₄、MgHPO₄，
故答案为：H₂O₂+HAsO₃^2-═HAsO₄^2-+H₂O；MgSiO₃、MgHAsO₄、MgHPO₄；
（3）T₁时K_SP（CaWO₄）=c（Ca²⁺）•c（WO₄^2-）=1×10^-5×1×10^-5=1×10^-10，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：WO₄^2-+Ca（OH）₂=CaWO₄+2OH^-，T₂时，C（OH^-）=10^-2mol/L，c（WO₄^2-）=10^-7mol/L，平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=(C2(OH-))/(C(WO42-))=((10-2)2)/(10-7)=1×10³，
故答案为：1×10^-10；WO₄^2-+Ca（OH）₂=CaWO₄+2OH^-；1×10³；
（4）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⁺．