摘要：7Fe2+

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（2009?大连一模）细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”．其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O═2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：
Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4
Cu2S（辉铜矿）+2Fe2（SO4）2═2CuSO4+4FeSO4+S
（1）写出②反应的化学方程式：
4FeSO4+2H2SO4+O2
 硫杆菌 
.
 
2Fe2（SO4）3+2H2O
4FeSO4+2H2SO4+O2
 硫杆菌 
.
 
2Fe2（SO4）3+2H2O
．
（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
物质 Cu（OH）2 Fe（OH）2 Fe（OH）3
开始沉淀pH 6.0 7.5 1.4
沉淀完全pH 13 14 3.7
实验室有下列试剂可供选择A． H2O2   B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4   E．铁粉；
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：
实验步骤 实验操作 实验操作的目的
步骤1
加入H2O2
加入H2O2
把二价铁氧化成三价
把二价铁氧化成三价
步骤2
加入适量氧化铜，调节pH到3.7
加入适量氧化铜，调节pH到3.7
保证三价铁完全沉淀
保证三价铁完全沉淀
步骤3
过滤
过滤
滤出氢氧化铁
滤出氢氧化铁
步骤4 洗涤
除去杂质
除去杂质
步骤5
向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉
向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉
 得到FeSO4溶液
（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数．该实验小组的方法是向m g混合物中加入足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g．已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4．某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式
144n
64m
×100%．该学生的计算是否正确：
不正确
不正确
，请说明理由
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
．
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工业废水中常含有一定量的Cr2O
 
2-
7
和CrO
 
2-
4
，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．常用的处理方法有两种．
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为：CrO
 
2-
4
H+
①转化
Cr2O
 
2-
7
Fe2+
②还原
Cr3+
OH-
③沉淀
Cr（OH）3↓
其中第①步存在平衡：2CrO
 
2-
4
（黄色）+2H+?Cr2O
 
2-
7
（橙色）+H2O
（1）若平衡体系的pH=2，该溶液显
橙
橙
色．
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是
c
c
．
a．Cr2O
 
2-
7
和CrO
 
2-
4
的浓度相同
b．2v（Cr2O
 
2-
7
）=v（CrO
 
2-
4
）
c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1molCr2O
 
2-
7
离子，需要
6
6
mol的FeSO4?7H2O．
（4）第③步生成的Cr（OH）3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr（OH）3（s）??Cr3+（aq）+3OH-（aq）
常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=c（Cr3+）?c3（OH-）=10-32，要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH应调至
5
5
．
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O
 
2-
7
的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀．
（5）用Fe作电极的原因为
阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，提供还原剂Fe2+；
阳极反应为Fe-2e-=Fe2+，提供还原剂Fe2+；
．
（6）在阴极附近溶液PH升高的原因是（用电极方程式解释）
2H++2e-═H2↑
2H++2e-═H2↑
．
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氯化铜晶体（CuCl2·2H2O）中含有FeCl2杂质，为制得纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，再按下图所示的操作步骤进行提纯。

请参照下表给出的数据填空。

 
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Cu2＋
4.7
6.7
Fe2＋
7.0
9.0
Fe3＋
1.9
3.2
⑴操作I加入X的目的是___________________________ 。
⑵下列物质都可以作为X，适合本实验的X物质可以是（填选项）_________ 。
A、KMnO4       B、H2O2       C、NaClO         D、Cl2
⑶操作II的Y试剂为_______________（填化学式），并调节溶液的pH在______范围。
⑷实验室在配制CuCl2溶液时需加入少许盐酸的理由是（文字叙述并用有关离子方程式表示）__________________________________________________________。
⑸若将CuCl2溶液蒸干灼烧，得到的固体是_________________（填化学式）；若要得无水CuCl2，请简述操作方法______________________________________________。

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细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”。其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O  2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：
Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2(SO­4)3+8H2O    15FeSO4+ 8H2SO4
Cu2S（辉铜矿）+2Fe­2(SO4)2    2CuSO4+4FeSO4+S
（1）写出②反应的化学方程式：                                            。
（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2

物质
Cu（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
实验室有下列试剂可供选择A．H2O2    B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4  E．铁粉;   
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：
实验步骤
实验操作
实验操作的目的
步骤1
 
 
步骤2
 
 
步骤3]
 
 
步骤4
洗涤
 
步骤5
 
得到FeSO­4溶液
（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数。该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g。已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式。该学生的计算是否正确：               ，请说明理由                                                               。

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细菌冶金是一种新工艺，其能耗少、减少环境污染．称为“绿色冶金”。其原理：①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸，反应式为2S+3O2+2H2O   2H2SO4，②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量，生成的硫酸铁可把FeS2（黄铁矿）和Cu2S（辉铜矿）等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来，其化学过程是：

Fe2S2（黄铁矿）+7Fe2(SO­4)3+8H2O     15FeSO4+ 8H2SO4

Cu2S（辉铜矿）+2Fe­2(SO4)2     2CuSO4+4FeSO4+S

（1）写出②反应的化学方程式：                                             。

（2）某实验小组，欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2

物质

Cu（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

开始沉淀pH

6.0

7.5

1.4

沉淀完全pH

13

14

3.7

实验室有下列试剂可供选择A． H2O2    B．CaO  C．CuO   D．稀H2SO4   E．铁粉;   

实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是：

实验步骤

实验操作

实验操作的目的

步骤1

 

 

步骤2

 

 

步骤3]

 

 

步骤4

洗涤

 

步骤5

 

得到FeSO­4溶液

（3）若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液，将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物，欲测定该混合物中Cu2O的质量分数。该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g。已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式。该学生的计算是否正确：                ，请说明理由                                                                。

 

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