题目内容
细菌冶金是一种新工艺,其能耗少、减少环境污染.称为“绿色冶金”。其原理:①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸,反应式为2S+3O2+2H2O 2H2SO4,②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量,生成的硫酸铁可把FeS2(黄铁矿)和Cu2S(辉铜矿)等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来,其化学过程是:
Fe2S2(黄铁矿)+7Fe2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+ 8H2SO4
Cu2S(辉铜矿)+2Fe2(SO4)2 2CuSO4+4FeSO4+S
(1)写出②反应的化学方程式: 。
(2)某实验小组,欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液.经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
实验室有下列试剂可供选择A.H2O2 B.CaO C.CuO D.稀H2SO4 E.铁粉;
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是:
(3)若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液,将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物,欲测定该混合物中Cu2O的质量分数。该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸,经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g。已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式。该学生的计算是否正确: ,请说明理由 。
Fe2S2(黄铁矿)+7Fe2(SO4)3+8H2O
Cu2S(辉铜矿)+2Fe2(SO4)2
(1)写出②反应的化学方程式: 。
(2)某实验小组,欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液.经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
物质 | Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀pH | 6.0 | 7.5 | 1.4 |
沉淀完全pH | 13 | 14 | 3.7 |
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是:
实验步骤 | 实验操作 | 实验操作的目的 |
步骤1 | | |
步骤2 | | |
步骤3] | | |
步骤4 | 洗涤 | |
步骤5 | | 得到FeSO4溶液 |
(14分)1、4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O(2分)
(2)
(3)不正确(2分),因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应(2分)
(2)
实验步骤 | 实验操作 | 实验操作的目的 |
步骤1 | 加入H2O2 | 把二价铁氧化成三价 |
步骤2 | 加入适量氧化铜,调节pH到3.7 | 保证三价铁完全沉淀 |
步骤3 | 过滤 | 滤出氢氧化铁 |
步骤4 | 洗涤沉淀 | 除去杂质 |
步骤5 | 向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉 | 得到FeSO4溶液 |
(1)根据反应物和生成物可知,该反应的方程式是4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2(SO4)3+2H2O
(2)pH>3.7时,Fe(OH)3已沉淀完全,而pH=6.0时Cu(OH)2才开始沉淀,则可以通过调节溶液的pH使铁元素、铜元素分离。分离时,首先将Fe2+氧化为Fe3+,氧化剂选择H2O2较好,没有杂质引入;再调节溶液的pH,选择的试剂既要消耗H+又不引入杂质,选择CuO最合适;最后需将Fe(OH)3沉淀转化为FeSO4溶液,选择稀硫酸和铁粉即可。
(3)Fe2O3、Cu2O溶于足量稀硫酸发生的反应有:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O,Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4。
(2)pH>3.7时,Fe(OH)3已沉淀完全,而pH=6.0时Cu(OH)2才开始沉淀,则可以通过调节溶液的pH使铁元素、铜元素分离。分离时,首先将Fe2+氧化为Fe3+,氧化剂选择H2O2较好,没有杂质引入;再调节溶液的pH,选择的试剂既要消耗H+又不引入杂质,选择CuO最合适;最后需将Fe(OH)3沉淀转化为FeSO4溶液,选择稀硫酸和铁粉即可。
(3)Fe2O3、Cu2O溶于足量稀硫酸发生的反应有:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O,Cu+Fe2(SO4)3=2FeSO4+CuSO4。
练习册系列答案
相关题目