Question

【題目】細菌冶金是近年來新興的綠色冶金工藝，它主要是應用細菌法溶浸貧礦、廢礦、尾礦和爐渣等，以回收某些貴重有色金屬和稀有金屬，節約礦產資源，最大限度地利用礦藏的一種冶金方法。其中細菌治銅的生產流程為：

（1）上述生產流程中有三步用到了同一種分離方法，實驗室中不能用這種分離方法來分離液態膠體中分散質的原因是______________________________。

（2）綠礬(FeSO4·7H2O)是一種良好的還原劑，也可用來制取治療缺鐵性貧血的藥劑和食品調味劑。在保存綠礬時，必須_______________________。在溶液B中加入適量(NH4)2 (SO4)2固體，加熱濃縮時，可以得 到(NH4)2Fe(SO4)4·6H2O的原因是________________________________________________。

（3）溶液B中一定含有的陽離子是________________。若在溶液A中加入少量鐵屑只發生其中的一個反應，則此反應的平衡常數的表達式為_______________________________。

（4）寫出黃銅礦中的CuS·FeS在氧化亞鐵硫桿菌(Thiobacillus ferrooxidans,簡寫為T.f)作用下被空氣氧化生成溶液A的離子方程式：___________________________________。

（5）氧化亞銅可用作船底防污漆，以殺死低級海生動物而保護船體，可用作陶瓷和搪瓷的著色劑和紅色 玻璃的染色劑，氧化亞銅也是一種重要的半導體材料。請用濃的強堿溶液，根據2Cu+H2OCu2O+H2↑反應，設計出工業生產氧化亞銅的一種方法：___________________________________ (只要求畫實驗裝置圖，,其它必要材料任選)。

Answer 1

【答案】 膠體的分散質(或膠體粒子)能通過濾紙孔隙 密封保存，防止被空氣中氧氣氧化 相同溫度下，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小 Fe2+(或多寫H+) 表達式為：K=c3(Fe2+) /c2(Fe3+) 4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O （電極與電源電極不得接錯，陰極材料必須合理）

【解析】試題分析：（1）上述生產流程中有三步用到了同一種分離方法是過濾，膠體粒子能通過濾紙；（2）綠礬是一種良好的還原劑，易被氧化；相同溫度下，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小；（3）溶液A中的Fe3+、Cu2+都能與鐵屑反應生成Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量鐵屑只發生反應；（4）CuS·FeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣氧化生成Fe3+、Cu2+、SO42-；（5）根據2Cu+H2OCu2O+H2↑反應，銅失電子發生氧化反應，所以要用銅作陽極；

解析：（1）上述生產流程中有三步用到了同一種分離方法是過濾，膠體粒子能通過濾紙，所以不能用過濾法來分離液態膠體中分散質；（2）綠礬是一種良好的還原劑，易被氧化，所以保存綠礬時，必須密封保存，防止被空氣中氧氣氧化；相同溫度下，硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小，所以在溶液B中加入適量(NH4)2 SO4固體，加熱濃縮時，可以得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；（3）溶液A中的Fe3+、Cu2+都能與鐵屑反應生成Fe2+，所以加入足量鐵粉后溶液中一定有Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量鐵屑只發生反應，平衡常數的表達式為：K=c3(Fe2+) /c2(Fe3+)；（4）CuS·FeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣氧化生成Fe3+、Cu2+、SO42-，反應離子方程式是4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O；（5）根據2Cu+H2OCu2O+H2↑反應，銅失電子發生氧化反應，可用電解法制備氧化亞銅，用銅作陽極，工業生產氧化亞銅的裝置圖是；