细菌冶金又称微生物浸矿.是近代湿法冶金工业上的一种新工艺．它主要是应用细菌法溶浸贫矿.废矿.尾矿和大冶炉渣等.以回收某些贵重有色金属和稀有金属.达到防止矿产资源流失.最大限度地利用矿藏的一种冶金方法．例如氧化亚铁硫杆菌在溶液中能将黄铁矿氧化为Fe2(SO4)3和H2SO4.且通过上述反应.细菌得到了所需要的能量.而硫酸铁可将矿石中的铁或铜等转变为可溶性� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺．它主要是应用细菌法溶浸贫矿、废矿、尾矿和大冶炉渣等，以回收某些贵重有色金属和稀有金属，达到防止矿产资源流失，最大限度地利用矿藏的一种冶金方法．例如氧化亚铁硫杆菌在溶液中能将黄铁矿氧化为Fe₂（SO₄）₃和H₂SO₄，且通过上述反应，细菌得到了所需要的能量，而硫酸铁可将矿石中的铁或铜等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其过程如下：

（1）人们利用①Fe₂（SO₄）₃作强氧化剂溶解铜矿石（Cu₂S），②收集浸出液加入铁屑进一步反应得到粗铜，请你配平第①步的离子反应方程式．□Cu₂S+□Fe³⁺+□H₂O

细菌

□Cu²⁺+□Fe²⁺+□H⁺+□SO₄^2-
（2）所得粗铜（含Fe、Ag、Au等）再经电解可制得精铜（电解铜）．若电解时，每1min在粗铜一极质量改变ag，另一极质量改变bg，用N_A表示阿伏加德罗常数的值，每个电子的电量为eC，则电解槽中平均电流强度为

．
（3）计算过程（a）中，每处理含FeS₂24%的黄铁矿尾矿1万吨，至少要消耗标准状况下的氧气的体积（m³）

考点：金属的回收与环境、资源保护,化学方程式的有关计算

专题：

分析：（1）Cu₂S中Cu元素的化合价由+1升高为+2，S元素的化合价由-2升高为+6，Fe元素的化合价由+3价降低为+2，以此配平离子反应；
（2）在电解精炼铜时，阳极是粗铜，而粗铜中含有的一些比铜活泼的金属也会放电，故ag是铜和比铜活泼的金属的混合质量；阴极上是Cu²⁺放电析出铜，故bg是金属铜的质量，则电解槽中的流经的电量要根据bg来计算；
（3）根据黄铁矿的质量求出含有的FeS₂的质量和物质的量，然后根据FeS₂中的铁元素由+2价被氧气氧化为+3价，硫元素由-1价被氧化为+6价，即1molFeS₂失去15mol电子，而1molO₂被还原时得4mol电子，根据得失电子数守恒可知每当氧化1molFeS₂需要

mol氧气，据此得出需要的氧气的物质的量，继而可以求出体积．

解答： 解：（1）Cu₂S中Cu元素的化合价由+1升高为+2，S元素的化合价由-2升高为+6，Fe元素的化合价由+3价降低为+2，则该离子反应为Cu₂S+10Fe³⁺+4H₂O

细菌

2Cu²⁺+10Fe²⁺+8H⁺+S0₄^2-，故答案为：1；10；4；2；10；8；1；
（2）在电解精炼铜时，阳极是粗铜，而粗铜中含有的一些比铜活泼的金属也会放电，故ag是铜和比铜活泼的金属的混合质量，故无法根据ag来计算电解槽中的电量；
阴极上是Cu²⁺放电析出铜，故bg是金属铜的质量，则铜的物质的量n=

64g/mol

mol，而根据阴极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu可知，每当生成1mol铜时，流经阴极2mol电子，现生成

mol铜，故流经阴极的电子的物质的量为

mol，即

N_A个，而每个电子的电量为eC，故流经阴极的电量Q=

N_Ae C
而电流强度I=

NAe

60s

NAbe

1920

A，故答案为：

NAbe