Question

【题目】细菌冶金是近年来新兴的绿色冶金工艺，它主要是应用细菌法溶浸贫矿、废矿、尾矿和炉渣等，以回收某些贵重有色金属和稀有金属，节约矿产资源，最大限度地利用矿藏的一种冶金方法。其中细菌治铜的生产流程为：

（1）上述生产流程中有三步用到了同一种分离方法，实验室中不能用这种分离方法来分离液态胶体中分散质的原因是______________________________。

（2）绿矾(FeSO4·7H2O)是一种良好的还原剂，也可用来制取治疗缺铁性贫血的药剂和食品调味剂。在保存绿矾时，必须_______________________。在溶液B中加入适量(NH4)2 (SO4)2固体，加热浓缩时，可以得 到(NH4)2Fe(SO4)4·6H2O的原因是________________________________________________。

（3）溶液B中一定含有的阳离子是________________。若在溶液A中加入少量铁屑只发生其中的一个反应，则此反应的平衡常数的表达式为_______________________________。

（4）写出黄铜矿中的CuS·FeS在氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,简写为T.f)作用下被空气氧化生成溶液A的离子方程式：___________________________________。

（5）氧化亚铜可用作船底防污漆，以杀死低级海生动物而保护船体，可用作陶瓷和搪瓷的着色剂和红色 玻璃的染色剂，氧化亚铜也是一种重要的半导体材料。请用浓的强碱溶液，根据2Cu+H2OCu2O+H2↑反应，设计出工业生产氧化亚铜的一种方法：___________________________________ (只要求画实验装置图，,其它必要材料任选)。

Answer 1

【答案】 胶体的分散质(或胶体粒子)能通过滤纸孔隙 密封保存，防止被空气中氧气氧化 相同温度下，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小 Fe2+(或多写H+) 表达式为：K=c3(Fe2+) /c2(Fe3+) 4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O （电极与电源电极不得接错，阴极材料必须合理）

【解析】试题分析：（1）上述生产流程中有三步用到了同一种分离方法是过滤，胶体粒子能通过滤纸；（2）绿矾是一种良好的还原剂，易被氧化；相同温度下，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小；（3）溶液A中的Fe3+、Cu2+都能与铁屑反应生成Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量铁屑只发生反应；（4）CuS·FeS在氧化亚铁硫杆菌作用下被空气氧化生成Fe3+、Cu2+、SO42-；（5）根据2Cu+H2OCu2O+H2↑反应，铜失电子发生氧化反应，所以要用铜作阳极；

解析：（1）上述生产流程中有三步用到了同一种分离方法是过滤，胶体粒子能通过滤纸，所以不能用过滤法来分离液态胶体中分散质；（2）绿矾是一种良好的还原剂，易被氧化，所以保存绿矾时，必须密封保存，防止被空气中氧气氧化；相同温度下，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小，所以在溶液B中加入适量(NH4)2 SO4固体，加热浓缩时，可以得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；（3）溶液A中的Fe3+、Cu2+都能与铁屑反应生成Fe2+，所以加入足量铁粉后溶液中一定有Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量铁屑只发生反应，平衡常数的表达式为：K=c3(Fe2+) /c2(Fe3+)；（4）CuS·FeS在氧化亚铁硫杆菌作用下被空气氧化生成Fe3+、Cu2+、SO42-，反应离子方程式是4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O；（5）根据2Cu+H2OCu2O+H2↑反应，铜失电子发生氧化反应，可用电解法制备氧化亚铜，用铜作阳极，工业生产氧化亚铜的装置图是；