(化学与技术,15分)微生物对人类有着各种各样的用途,现在生物工程学家利用微生物从矿石中提取金属。铜是一种很有价值的金属,可以从铜矿中提取。微生物法是采用某些细菌能用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,把不溶性的硫化铜转化成可溶的硫酸铜。利用细菌提取铜的生产过程:在已有细菌存在的岩石、矿石堆中,喷洒酸水以促进细菌生长;在它们的生长过程中,氧化而成的硫酸铜形成低浓度的溶液流到矿石堆的底部,再从这种溶液中提取金属铜。水循环使用,再回到矿石堆中。在美国,10%的铜是用这种方法生产的。
试回答下列问题:
(1)细菌把硫化铜氧化为硫酸铜的过程中起了什么作用:
(2)从硫酸铜溶液中提取铜,简便而经济的方法是 ;相应的化学方程式为: 。
(3)普通生产铜的方法是在空气中燃烧硫化铜(产物中有一种气态氧化物)。试比较两种方法的优缺点。
(4)用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜,有人设计以下两种方案:①FeH2Cu ②CuOCuSO4Cu
若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量的比较中,正确的是 ( )
| A.①多 | B.②多 | C.相等 | D.无法判断 |
(6)工业上制备氯化铜时,是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右,慢慢加入粗制氧化铜粉末(含杂质氧化亚铁),充分搅拌,使之溶解,反应如下:
CuO+2HCl===CuCl2+H2O FeO+2HCl===FeCl2+H2O
已知:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完 全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀.除去溶液中的Fe2+,可以采用的方法是
(12分)FeCl3是一种用途比较广泛的盐。
(1)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成。刻制印刷电路时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,生成CuCl2和FeCl2。请写出反应的离子方程式 。
(2)FeCl3在天然水中可生成氢氧化铁胶体,其沉降水中悬浮物的速度高于铝盐(如硫酸铝等),是城市污水及工业废水处理的高效絮凝剂。实验室制取氢氧化铁胶体的方法是 (填字母序号)。
| A.将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中,生成棕黄色液体即可。 |
| B.在FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液 |
| C.将饱和的FeCl3溶液滴入沸水,并继续煮沸至生成红褐色液体 |
| D.将饱和的FeCl3溶液滴入沸水,并继续煮沸至生成红褐色沉淀 |
(3)FeCl3可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,化学方程式如下:
2FeCl3+ 2KI = 2FeCl2+ I2+2KI
在上式上用双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。向反应后的溶液中加入CCl4溶液,振荡、静置后会发现下层液体的颜色为 色,再将混合液倒入 (填仪器名称)中,将两层液体分离。
(12分)碱式硫酸铁[Fe(OH) SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的 沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是 。
(2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作 。若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 。
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为 。
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为 。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液