钨用什么溶液才能溶解
钨是稀有高熔点金属,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色金属,外形似钢。钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80°—100°C
时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用。常温下,钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中,但在碱溶液中不起作用。有空气存在的条件下,熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐,在有氧化剂(NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2)存在的情况下,生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。
.80-90℃1.CaWO4+2HCl====H2WO4+CaCl22.H2WO4+2NH3·H2O=(NH4)2WO4·2H2O3.12(NH4)2WO4+12H2O=(NH4)10W12O41·5H2O +14NH3·H2O4.灼烧(NH4)10W12O41·5H2O ===12WO3+10H2O+10NH3↑
任务描述
钨在地壳中的平均含量为1.3×10-6,已经发现的含钨矿物有20余种。我国钨矿石基本上是多组分的矿石。本任务对钨的化学性质、钨矿石的分解方法、钨的分析方法选用等进行了阐述。通过本任务的学习,知道钨的化学性质,能根据矿石的特性、分析项目的要求及干扰元素的分离等情况选择适当的分解方法,学会基于被测试样中钨含量的高低不同以及对分析结果准确度的要求不同而选用适当的分析方法,能正确填写样品流转单。
任务分析
一、钨在地壳中的分布、赋存状态及钨矿石的分类
钨在地壳中的丰度为1.3×10-6。已发现的矿物有20多种,具有工业价值的主要有黑钨矿、钨锰矿、钨铁矿和白钨矿(CaWO4)4种。
黑钨矿常呈褐黑色,是钨铁矿(FeWO4)和钨锰矿(MnWO4)的类质同象混合物。白钨矿常为白色或灰白色,少数为棕色或黄色。在紫外线下发浅蓝色荧光。密度5.8~6.2g/cm3。无磁性。含WO3理论值为80.5%。含少量MoO3。钨酸钙常出现在石英脉和矽卡岩中,常与石榴子石、辉石、角闪石、方解石、磷灰石、石英以及各种硫化矿物共生。
其他含钨的矿物还有:钨华(WO3·H2O)、辉钨矿(WS2)、钨铅矿(PbWO4)。
二、钨的分析化学性质
(一)钨的化学性质简述
钨在元素周期表中,属第六周期第ⅥB族。钨的外层电子结构为5d46s2,其化合价有0、+1、+2、+3、+4、+5、+6和-1、-2价等,在化学分析上有重要意义的是+3、+5、+6价。其中最稳定的是+6价。
在常温下,盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、王水等都不能溶解钨。加热时,硝酸和王水能慢慢侵蚀它,而盐酸和硫酸对其作用微弱。硫酸-硫酸铵混合溶剂能使钨迅速溶解。过氧化氢、氢氟酸-硝酸混合酸能溶解钨。
常温下,在无氧化剂存在下,钨不与碱作用。当有氧化剂(如过氧化氢、硫酸铵等)存在时,钨能溶解于氨水中。熔融苛性碱,特别有硝酸钾、氯酸钾等氧化剂存在时能与钨剧烈反应。
(二)钨的沉淀反应
(1)钨酸沉淀:在浓热的酸性溶液中,六价钨生成钨酸H2WO4沉淀;在冷而稀的酸中得到白色的含水钨酸(H2WO4·H2O)沉淀。钨酸沉淀具有胶体的性质,尤其是白色钨酸沉淀不完全。如果向溶液中加入辛可宁、单宁等有机碱,则可使钨酸沉淀完全。沉淀经灼烧得到三氧化钨,此反应是重量法测定钨的理论基础。钨酸可溶于强碱和氨水中,生成相应的钨酸盐:
H2WO4+2NaOH→Na2WO4+2H2O
H2WO4+2NH3·H2O→(NH4)2WO4+2H2O
(2)钨酸盐沉淀:钨酸根与铅、银、钡和汞离子生成相应的难溶性的钨酸盐沉淀PbWO4、Ag2WO4、BaWO4、Hg2WO4。这些沉淀都溶于无机酸中,故沉淀反应宜在微酸性溶液中进行。沉淀不宜在碱性介质中进行,因为在碱性溶液中这些金属离子会生成碱式盐或氢氧化物沉淀。
(三)钨的配合反应
(1)多羧配合物:钨的一个极为重要的特点是生成各种多酸配合物。多酸的组成受溶液的温度、酸度、浓度的影响很大。当钨酸分子是由不同酸酐组成时,称为杂多酸。钨极易形成杂多酸,例如与硅、磷、硼、锗、锡、钛、锆、砷等元素,形成以 或 为配位体的杂多酸配合物。杂多酸分子中的W(Ⅵ)较游离的钨酸容易还原为低价。例如用三氯化钛还原磷钨酸,可以得到钨蓝(一种含有低价钨的蓝色杂多酸)。利用这一反应可以进行钨的光度法测定。
(2)草酸、柠檬酸、酒石酸配合物:草酸、柠檬酸、酒石酸等可与钨生成稳定的配合物。在这些配位剂存在下,可防止在酸性溶液中析出钨酸沉淀。
钨可以和硫氰酸盐形成一系列配合物,其中最重要的是五价钨的配合物,它是光度法测定钨的重要方法基础。用Ti(Ⅲ)或Sn(Ⅱ)将W(Ⅵ)还原至W(Ⅴ),与硫氰酸盐形成黄绿色的配合物[WO(SCN)4]-,借此进行光度法测定。
(四)钨的光谱特性
钨属难激发元素,同时谱线非常丰富。钨化合物在空气-乙炔火焰中原子化效率低,需用氧化亚氮-乙炔火焰激发,试液中加入丙酮可提高钨的原子化率。钨的挥发性非常小,在“碳弧中游离元素蒸发顺序”中钨居于末尾位置。采用直流电弧、等离子体激发光源,可测定钨中的易挥发元素。
三、钨矿石的分解方法
钨矿石的分解是利用钨矿石的化学特性:①在盐酸溶液中形成微溶性的钨酸;②在碱性溶液中形成易溶性的钨酸盐;③氨可以溶解钨酸生成钨酸铵溶液;④盐酸可以分解难溶性的钨酸钙。
钨矿石的分解一般有酸溶法和碱熔法。酸溶法的溶剂有盐酸、磷酸、硝酸、硫酸等,在无机酸中,磷酸、盐酸对钨矿石的分解能力很强,尤其是磷酸,在加热时可使钨矿物迅速溶解。碱熔法分解钨矿物的效率很高,常用的熔剂有氢氧化钠、氢氧化钾、过氧化钠、碳酸钠-硝酸钾、碳酸钠-氧化锌等,其中过氧化钠的分解能力最强,使用也最普遍。
四、钨的分离富集方法
钨的分离可采用沉淀法、萃取法等,见表3-1。
表3-1 常用的钨的分离方法
五、钨的分析方法
钨的测定可用重量法、容量法、光度法、极谱法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体光谱法等。目前用得最多的是重量法、光度法和极谱法。
(一)化学分析法
由于钨的化学性质所限,高含量的钨的测定,至今仍主要依靠重量法。钨的重量法大致可分为三种类型:①基于酸性水解生成难溶的钨酸沉淀,灼烧得到WO3;②基于有机试剂使钨生成难溶性沉淀,灼烧也得到WO3,或直接称量有固定组成的钨的有机沉淀物;③基于生成难溶的铅、钙、钡等钨酸盐沉淀。但目前实际应用的主要是辛可宁沉淀法、钨酸铵灼烧法和8-羟基喹啉-单宁酸-甲基紫沉淀法。
(1)8-羟基喹啉-单宁酸-甲基紫沉淀法:试料以磷酸-硫酸-硫酸铵分解,在碱性介质中分离铁、钙、铋、钽、铌(铌仅部分在此处分离)等杂质后,控制pH值,以8-羟基喹啉-单宁酸-甲基紫沉淀钨,灼烧后以三氧化钨形式称量。
(2)钨酸铵灼烧法:试料以盐酸、硝酸分解,钨成钨酸沉淀与铁、锰、钙等大量杂质分离,再用氨水溶解钨酸为钨酸铵溶液,蒸干、灼烧得三氧化钨。该法结果重现性好。
(3)辛可宁沉淀法:与钨酸铵灼烧法一样得钨酸铵溶液后,浓缩赶氨,以盐酸及辛可宁使钨酸再次沉淀,灼烧成三氧化钨,再以氢氟酸赶硅。
(二)仪器分析法
钨的仪器分析法主要是可见分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X射线荧光光谱法(XRF)。其他仪器分析方法并不多见,其中应用最广泛的是可见分光光度法。各种仪器分析方法的应用情况列于表3-2中。
表3-2 常见仪器分析方法在钨的测定中的应用情况
六、钨矿石的分析任务及其分析方法的选择
钨矿石的分析主要包括以下几个项目:钨、锡、钼、磷、砷、硅、钙、铁、锰、硫、铜、铅、锑及物相分析(主要是黑钨矿、白钨矿)。
钨的测定主要采用重量法和可见分光光度法。重量法用于矿石中>4% 的三氧化钨量的测定,其中应用最广泛的是钨酸铵灼烧法,该法虽然流程长,操作繁琐,但干扰因素少,重现性好,分析结果准确可靠,因此在国内外均被列为国家标准分析方法。容量法测定高含量的钨虽然也有报道,但因干扰因素多,未能广泛应用。差示比色法虽然也可以测定高含量的钨,但测定的范围仍然有限,且影响因素也较多,对操作者的操作技能要求较高,故仍不能取代经典的重量法。
低含量三氧化钨(<4%)的测定主要采用硫氰酸盐比色法。能用于钨的光度分析的显色剂很多,并不断有新的合成显色剂用于钨的测定。近年来,随着新试剂的研制、新方法的应用,使钨的分光光度分析法更加完善和适用。在钨矿石的分析中,目前应用最普遍的是硫氰酸盐法。钨矿石中杂质元素的分析方法见表3-3。
表3-3 钨矿石中杂质元素分析方法
技能训练
实战训练
1.实训时按每组5~8人分成几个小组。
2.每个小组进行角色扮演,完成钨矿石委托样品从样品验收到派发样品检验单。
3.填写附录一中质量表格1、表格2。
钨精矿的分解方法按所用的化学试剂(分解剂)分为碱分解法和酸分解法两大类。
属前者的有钨精矿碳酸钠烧结分解、黑钨精矿苛性钠液分解、白钨矿碳酸钠液压煮分解,属后者的有白钨精矿盐酸分解等。
碱分解得到粗钨酸钠溶液和过滤残渣。
粗钨酸钠溶液尚含有较多的有害杂质,续后须进行钨溶液净化除去。
为从分解的滤渣中回收有价金属及消除污染,须进行黑钨矿碱分解渣综合利用。
盐酸分解钨精矿,得到粗钨酸和废盐酸溶液。
粗钨酸通常用氨水或氢氧化钠溶液溶解得到钨酸铵溶液或钨酸钠溶液。
这种溶液有时亦须进行净化。
现代钨工业已形成黑钨精矿主要使用苛性钠溶液分解法、白钨精矿主要使用盐酸分解法和碳酸钠液压煮分解法的局面。
低品位的白钨原料则常用碳酸钠液压煮分解法。
为充分有效利用钨资源,亦有利用如钨中矿、难选钨细泥、等外钨精矿、含钨废杂料等,进行非标准钨矿原料分解处理的。
这种处理方法与精矿的分解方法基本相同或相近似。
由于钨精矿在钨生产成本中占很大的比例,提高钨精矿或钨原料的分解率和钨回收率具有重大的经济意义。
工业上的钨精矿分解率通常能达98%——99%。
如果用来腐蚀或是溶解,得从钨的特性点出发,用氢氟酸和硝酸的混合酸能够较快速腐蚀。
希望以上对楼主有所帮助。
采用浓度5%~20%的盐酸水溶液,把需要除锈的工件浸泡在盐酸溶液中一段时间即可。
稀盐酸具有和铁锈反应的化学性质,可以除去生锈物件表面的铁锈。盐酸是氯化氢气体的水溶液,工业级盐酸浓度在37%。常温下,盐酸对金属氧化物的侵蚀能力较强,但对于溶解钢铁等基体金属的速度较慢,故可通过加大盐酸的浓度来进行溶解。
盐酸除锈时,引起腐蚀和氢脆的危险较少。经过盐酸酸洗后的工件表面残渣少、除锈品质佳。不可用用浓盐酸,浓盐酸挥发速度极快,非常容易腐蚀设备、污染环境。
扩展资料:
稀盐酸的工业用途:
1、稀盐酸用于稀有金属的湿法冶金
例如,冶炼钨时,先将白钨矿(钨酸钙矿)与碳酸钠混合,在空气中焙烧(800℃~900℃)生成钨酸钠.
CaWO4+Na2CO3=Na2WO4+CaO+CO2↑
将烧结块浸在90℃水中,使钨酸钠溶解,并加盐酸酸化,将沉淀下来的钨酸滤出后,再经灼热,生成氧化钨.
Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl
H2WO4=WO3+H2O↑
最后,将氧化钨在氢气流中灼热,得金属钨.
WO3+3H2=W+3H2O↑
2、稀盐酸用于有机合成
例如,在180℃~200℃的温度并有汞盐(如HgCl2)做催化剂的条件下,氯化氢与乙炔发生加成反应,生成氯乙烯,再在引发剂的作用下,聚合而成聚氯乙烯.
3、稀盐酸用于漂染工业
例如,棉布漂白后的酸洗,棉布丝光处理后残留碱的中和,都要用盐酸.在印染过程中,有些染料不溶于水,需用盐酸处理,使成可溶性的盐酸盐,才能应用.
4、稀盐酸用于金属加工
例如,钢铁制件的镀前处理,先用烧碱溶液洗涤以除去油污,再用盐酸浸泡;在金属焊接之前,需在焊口涂上一点盐酸等等,都是利用盐酸能溶解金属氧化物这一性质,以去掉锈.这样,才能在金属表面镀得牢,焊得牢.
5、稀盐酸用于食品工业
例如,制化学酱油时,将蒸煮过的豆饼等原料浸泡在含有一定量盐酸的溶液中,保持一定温度,盐酸具有催化作用,能促使其中复杂的蛋白质进行水解,经过一定的时间,就生成具有鲜味的氨基酸,再用苛性钠(或用纯碱)中和,即得氨基酸钠.制造味精的原理与此差不多.
6、稀盐酸用于无机药品及有机药物的生产
盐酸是一种强酸,它与某些金属、金属氧化物、金属氢氧化物以及大多数金属盐类(如碳酸盐、亚硫酸盐等),都能发生反应,生成盐酸盐.因此,在不少无机药品的生产上要用到盐酸.
在医药上好多有机药物,例如奴佛卡因、盐酸硫胺(维生素B1的制剂)等,也是用盐酸制成的.
参考资料来源:百度百科-稀盐酸
生活用途
人体用途 人类和其他动物的胃壁上有一种特殊的腺体,能把吃下去的食盐变成盐酸。盐酸是胃液的一种成分(浓度约为0.5%),它能使胃液保持激活胃蛋白酶所需要的最适合的pH值,它还能使食盐中的蛋白质变性而易于水解,以及杀死随食物进入胃里的细菌的作用。此外,盐酸进入小肠后,可促进胰液、肠液的分泌以及胆汁的分泌和排放,酸性环境还有助于小肠内铁和钙的吸收。[5] 日常用途制取洁厕灵,除锈剂等产品。[5]
工业用途
用于稀有金属的湿法冶金 例如,冶炼钨时,先将白钨矿(钨酸钙矿)与碳酸钠混合,在空气中焙烧(800℃~900℃)生成钨酸钠。 CaWO4+Na2CO3=Na2WO4+CaO+CO2↑ 将烧结块浸在90℃的水中,使钨酸钠溶解,并加盐酸酸化,将沉淀下来的钨酸滤出后,再经灼热,生成氧化钨。 Na2WO4+2HCl=H2WO4↓+2NaCl H2WO4=WO3+H2O↑ 最后,将氧化钨在氢气流中灼热,得金属钨。 WO3+3H2=W+3H2O↑[5] 有机合成 例如,在180℃~200℃的温度并有汞盐(如HgCl2)做催化剂的条件下,氯化氢与乙炔发生加成反应,生成氯乙烯,再在引发剂的作用下,聚合而成聚氯乙烯。[5] 漂染工业 例如,棉布漂白后的酸洗,棉布丝光处理后残留碱的中和,都要用盐酸。在印染过程中,有些染料不溶于水,需用盐酸处理,使成可溶性的盐酸盐,才能应用。[5] 金属加工 例如,钢铁制件的镀前处理,先用烧碱溶液洗涤以除去油污,再用盐酸浸泡;在金属焊接之前,需在焊口涂上一点盐酸等等,都是利用盐酸能溶解金属氧化物这一性质,以去掉锈。这样,才能在金属表面镀得牢,焊得牢。[5] 食品工业 例如,制化学酱油时,将蒸煮过的豆饼等原料浸泡在含有一定量盐酸的溶液中,保持一定温度,盐酸具有催化作用,能促使其中复杂的蛋白质进行水解,经过一定的时间,就生成具有鲜味的氨基酸,再用苛性钠(或用纯碱)中和,即得氨基酸钠。制造味精的原理与此差不多。[5] 无机药品及有机药物的生产 盐酸是一种强酸,它与某些金属、金属氧化物、金属氢氧化物以及大多数金属盐类(如碳酸盐、亚硫酸盐等),都能发生反应,生成盐酸盐。因此,在不少无机药品的生产上要用到盐酸。 在医药上好多有机药物,例如奴佛卡因、盐酸硫胺(维生素B1的制剂)等,也是用盐酸制成的。[5]
编辑本段实验室测定
方法名称:盐酸—氯化氢的测定—中和滴定法 应用范围:本方法采用滴定法测定盐酸中氯化氢的含量。 本方法适用于盐酸。 方法原理: 供试品用水稀释,加甲基红指示液,用氢氧化钠滴定液滴定。酚酞指示液变红时停止滴定,读出氢氧化钠滴定液使用量,计算盐酸含量。 试剂:1. 水(新沸放冷) 2. 氢氧化钠滴定液(1mol/L) 3. 甲基红指示液 4. 基准邻苯二甲酸氢钾 试样制备:1. 氢氧化钠滴定液(1mol/L) 配制:取澄清的氢氧化钠饱和溶液56mL,加新沸过的冷水使成1000mL。 标定:取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约6g,精密称定,加新沸过的冷水50mL,振摇,使其尽量溶解;加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近终点时,应使邻苯二甲酸氢钾完全溶解,滴定至溶液显粉红色。每1mL氢氧化钠滴定液(1mol/L)相当于204.2mg的邻苯二甲酸氢钾。根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度。 贮藏:置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔内各插入玻璃管1支,1管与钠石灰管相连,1管供吸出本液使用。 2. 甲基红指示液 取甲基红0.1g,加0.05mol/L氢氧化钠溶液7.4mL使溶解,再加水稀释至200mL,即得。 操作步骤:取该品约3mL,置贮有水20mL并称定重量的具塞锥形瓶中,精密称定,加甲基红指示液2滴,用氢氧化钠滴定液(1mol/L)滴定,每1mL氢氧化钠滴定液(1mol/L)相当于36.46mg的HCl。 注1:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一,“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精度要求。