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
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:
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
(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                                                               
(14分)1、4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2(SO43+2H2O(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
(3)不正确(2分),因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应(2分)
(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。
练习册系列答案
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(14分)某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途,设计了如下实验步骤:
(1)用下列实验装置制取干燥纯净的氯气

①制备并收集得到干燥纯净的氯气,上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为
            (填仪器接口的字母编号)
②该实验还存在不足之处,应如何改进?                                  
(2)某同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质a,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:
①提出假设:(请把下列假设补充完整)
假设①:该固体物质是FeCl3;假设②:              ;假设③:              
②设计实验方案:
取少量固体物质a于烧杯中,加适量水溶解,然后取两份a溶液分别进行实验,实验现象与结论如下表,请在表格内的横线处填空。
实验方法
实验现象
结论
在溶液中加
KSCN溶液
             
固体物质中有FeCl3
向a溶液中滴加
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液紫色
不褪色
固体物质中不含______
由此得出结论:假设     成立(填序号①②③)。
(3)为进一步探究物质a的性质,他们又利用a溶液做了如下一些实验,其中现象、结论均正确的是_____________(填写序号)
A.向氢氧化镁悬浊液中滴加a溶液出现红褐色沉淀,证明Fe(OH)3溶解度小于Mg(OH)2溶解度
B.向a溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色由浅绿色变成黄色
C.向沸水中滴加a的饱和溶液,立即出现红褐色沉淀
D.将a溶液加热蒸干并灼烧,得到Fe2O3固体
(4)a溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂,得到含有Cu2+等的废液,有人提出可以利用如右图的装置从得到的废液中提炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是         ,若乙池中装入废液500mL,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积
(标准状况)为        (假设气体全部逸出)。

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