“细菌冶金是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石．例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分为FeS2)氧化为Fe2(SO4)3.并使溶液酸性增强.其过程如图:的化学反应方程式:4FeS2+15O2+2H2O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Fe2(SO4)3+2H2SO4．(2)人们还可利用特定的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．

“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石．例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分为FeS₂）氧化为Fe₂（SO₄）₃，并使溶液酸性增强，其过程如图：
（1）写出过程（a）的化学反应方程式：4FeS₂+15O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂SO₄．
（2）人们还可利用特定的细菌，用Fe₂（SO₄）₃溶液作氧化剂溶解铜矿石（Cu₂S），得到透明的酸性溶液，再向溶液中加入足量铁屑得到铜，请写出整个过程中的离子反应方程式：
①Cu₂S+10Fe³⁺+4H₂O=2Cu²⁺+10Fe²⁺+8H⁺+SO₄^2-
②Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu
③Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
（3）下列不属于“细菌冶金”的优点的是C（填写字母）．
A、对贫矿、尾矿的开采更有价值
B、在细菌的作用下，副产物FeSO₄和S可再次被空气氧化为Fe₂（SO₄）₃和H₂SO₄，Fe₂（SO₄）₃可循环使用
C、所用细菌来源广泛，很容易找到并大规模培养
D、能大大降低能源消耗，有利于减少污染
（4）工业上可利用粗铜（含Zn、Ag、Au等）经电解制得纯铜（电解铜）．电解过程中，粗铜接电源正极（填“正”或“负”），纯铜上的电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu．
（5）某工厂按上述（4）原理，平均每秒生产b mol纯铜，（设阿伏加德罗常数为N，每个电子带电量为e C）求电解槽中平均电流强度为2bNeA（用代数式表示）

分析（1）在细菌作用下，硫化亚铁被氧气氧化生成硫酸铁和硫酸；
（2）硫化亚铜和铁离子在细菌作用下发生氧化还原反应生成亚铁离子、铜离子、氢离子和硫酸根离子；
铁还原铜离子生成铜和亚铁离子，铁和氢离子反应生成亚铁离子和氢气；
（3）A、细菌冶金对贫矿、尾矿的开采很有价值；
B、在细菌的作用下，副产物FeSO₄和S都具有还原性，能被空气中氧气氧化；
C、细菌冶炼使用的是具有特殊功能的细菌；
D、细菌冶炼能降低能源，且反应中对环境污染较小；
（4）粗铜冶炼时，粗铜作阳极、纯铜作阴极；
（5）某工厂按上述（4）原理，平均每秒生产b mol纯铜，则平均每秒转移电子物质的量为2bmol，转移电子个数为2bN，每个电子的电量是e，每秒通过电子电量Q=2bNe，电流强度I=$\frac{Q}{t}$．

解答解：（1）在细菌作用下，硫化亚铁被氧气氧化生成硫酸铁和硫酸，反应方程式为4FeS₂+15O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂SO₄，
故答案为：4FeS₂+15O₂+2H₂O$\frac{\underline{\;细菌\;}}{\;}$2Fe₂（SO₄）₃+2H₂SO₄；
（2）硫化亚铜和铁离子在细菌作用下发生氧化还原反应生成亚铁离子、铜离子、氢离子和硫酸根离子；
铁还原铜离子生成铜和亚铁离子，铁和氢离子反应生成亚铁离子和氢气，涉及的离子方程式为Cu₂S+10Fe³⁺+4H₂O=2Cu²⁺+10Fe²⁺+8H⁺+SO₄^2-、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案为：Cu₂S+10Fe³⁺+4H₂O=2Cu²⁺+10Fe²⁺+8H⁺+SO₄^2-、Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（3）A、细菌冶金不需要富集矿物，所以对贫矿、尾矿的开采很有价值，故正确；
B、在细菌的作用下，副产物FeSO₄和S都具有还原性，易被空气中氧气氧化为Fe₂（SO₄）₃和H₂SO₄，且Fe₂（SO₄）₃可循环使用，故正确；
C、细菌冶炼使用的是具有特殊功能的细菌，并不是所有的细菌都有该功能，故错误；
D、细菌冶炼能降低能源，且反应中对环境污染较小，所以能大大降低能源消耗，有利于减少污染
，故正确；
故选C；
（4）粗铜冶炼时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，所以粗铜连接电源正极，阴极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案为：正；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（5）某工厂按上述（4）原理，平均每秒生产b mol纯铜，则平均每秒转移电子物质的量为2bmol，转移电子个数为2bN，每个电子的电量是e，每秒通过电子电量Q=2bNe，电流强度I=$\frac{Q}{t}$=$\frac{2bNe}{1}$A=2bNeA，
故答案为：2bNe．

点评本题以金属冶炼为载体考查氧化还原反应、离子方程式的书写等知识点，为高频考点，明确物质性质及电解原理是解本题关键，难点是电流强度的计算．

练习册系列答案

4．

PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NO_x、HCOOH、

（PAN）等二次污染物．
①1mol PAN中含有的σ键数目为10mol．PAN中四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C＞H．
②NO能被FeSO₄溶液吸收生成配合物[Fe（NO）（H₂O）₅]SO₄，该配合物中中心离子的配位数为6，中心离子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．
③相同压强下，HCOOH的沸点比CH₃OCH₃高（填“高”或“低”），其原因是HCOOH分子间能形成氢键，CH₃OCH₃不能形成分子间氢键．

1．下列物质或微粒用电子式表示的形成过程有误的是（　　）

	A．	NaCl：		B．	MgBr₂：
	C．	Na₂S：		D．	CaO：

8．水玻璃是建筑行业常用的粘合剂，并可用于木材防火和防腐处理．水玻璃为（　　）

SiO₂

H₂SiO₃

18．PM2.5微细粒子包含（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃等．
①（NH₄）₂SO₄晶体中各种微粒间的作用力不涉及de（填序号）．
a．离子键 b．共价键
c．配位键 d．范德华力 e．氢键
②NH₄NO₃中阳离子的空间构型为正四面体，阴离子的中心原子轨道采用sp²杂化．

5．有一澄清透明的溶液，可能含有大量的Ag⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、A1³⁺、NH${\;}_{4}^{+}$、H⁺、AlO${\;}_{2}^{-}$、CO${\;}_{3}^{2-}$、NO${\;}_{3}^{-}$、Cl^-十种离子中的几种，向该溶液中逐滴缓慢加入一定1mol•L^-1Na0H溶液，开始产生沉淀并逐渐增多，随后又逐渐减少，整个过程始终无气体放出，则下列判断正确的是（　　）

	A．	可能含有Ag⁺、Al³⁺、NH${\;}_{4}^{+}$
	B．	一定不含Cl^-，可能含有NO${\;}_{3}^{-}$
	C．	一定不含AlO${\;}_{2}^{-}$、NH${\;}_{4}^{+}$、CO${\;}_{3}^{2-}$
	D．	可能含有Fe³⁺、Fe²⁺，一定不含AlO${\;}_{2}^{-}$、CO${\;}_{3}^{2-}$

7．

实验室需用1000mL 0.1mol•L^-1标准Na₂CO₃溶液．请回答下列问题：
①在如图所示仪器中，配制上述溶液肯定不需要的是AC（填序号），除图中已有仪器外，配制上述溶液还需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、1000mL容量瓶．
②使用容量瓶前必须进行的操作时是检验容量瓶是否漏水．
③配制1000mL 0.1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液的实验步骤如下：
a．计算应称取碳酸钠固体的质量为10.6g．
b．称量碳酸钠固体．
c．将烧杯中的溶液注入容量瓶，并用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2～3次，洗涤液也注入容量瓶中．
d．用适量的蒸馏水溶解称量好的碳酸钠固体，并冷却至室温．
e．盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀．
f．继续向容量瓶中加蒸馏水至刻度线下1～2cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切．上述步骤的正确操作顺序为abdcfe（用序号表示）．

8．下列变化属于放热反应的是（　　）

	A．	气态水液化		B．	酒精燃烧
	C．	碳酸钙高温分解		D．	氢氧化钡与氯化铵反应

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