Question

“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FeS₂)氧化为Fe₂(SO₄)₃，并使溶液酸性增强，其过程如图：

(1)该过程的化学反应方程式为_________________。

(2)人们可利用Fe₂(SO₄)₃作强氧化剂溶解铜矿石(Cu₂S)，然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式(请将①补充完整)：

①Cu₂S+Fe³⁺+H₂OCu²⁺+Fe²⁺+(      )+

②_______________________________________________________________。

(3)工业上可利用粗铜(含Zn、Ag、Au杂质)经电解制得精铜(电解铜)。则阳极和阴极材料分别为__________和___________，阳极的电极反应式为___________，____________。

(4)请评价细菌冶金的优点___________。(说一点即可)

Answer 1

(1)4FeS₂+15O₂+2H₂O2Fe₂(SO₄)₃+2H₂SO₄

(2)①Cu₂S+10Fe³⁺+4H₂O2Cu²⁺+10Fe²⁺+8H⁺+

②Fe+Cu²⁺Fe²⁺+Cu

(3)粗铜  精铜

Zn-2e^-Zn²⁺  Cu-2e^-Cu²⁺

(4)①对贫矿、尾矿的开采更有价值；②能大大降低能源消耗，利于减少污染(说一点即可)

解析：此题前半部分是信息给予题，根据所给信息容易得出(1)方程式：

4FeS₂+15O₂+2H₂O2Fe₂(SO₄)₃+2H₂SO₄

(2)氧化还原反应方程式的配平：升高的总化合价=降低的总化合价：Cu₂S+10Fe³⁺+4H₂O 2Cu²⁺+10Fe²⁺+8H⁺+  Fe+Cu²⁺Fe²⁺+Cu。

(3)电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极。

阳极反应为：Cu-2e^-Cu²⁺；Zn-2e^-Zn²⁺。