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:①FeH2
Cu ②CuO
CuSO4
Cu
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(5)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,该反应中氧化剂为____________.电解粗铜制取精铜,电解时,阳极材料是__________,电解液中必须含有的阳离子是________.
(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 。
(1)催化作用 (2)向硫酸铜溶液加入废铁,将铜置换出来;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)普通方法煅烧硫化铜,产生烟尘和二氧化硫气体污染环境。生物工程更有优点,它的优点是成 本低.效益好,环境污染程度小。
(4)B (5)Cu2S.O2粗铜 (6)先将亚铁离子氧化成三价铁离子,再调整pH在3-4。
题目分析:
(1)细菌把硫化铜氧化为硫酸铜的过程中,并未参与反应,起催化作用;
(2)利用废铁进行置换,既简便又经济。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)普通方法煅烧硫化铜,产生烟尘 和SO2气体污染环境。生物工程更有优点,它的优点是成本低、效益好,环境污染程度小。
(4)两方案的化学方程式为:②CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;Fe+CuSO4═Cu+FeSO4①Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2↑;H2+CuO Cu+H2O;方案①中氢气还原氧化铜实验开始时需选通入一部分氢气,排除装置中的空气,实验结束时还要通一会氢气,防止生成的铜被氧化,铁相同产生的氢气的量,如果不考虑先通后停,铜是相同的,但是由于部分氢气被浪费,导致对应的铜减少.故②生成的铜多.
(5)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,元素化合价铜元素化合价降低,硫元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,说明亚铜被还原,硫元素被氧化,发生的氧化还原反应为Cu2S+O2═2Cu+SO2,该反应中氧化剂为O2、Cu2S;电解精炼铜,粗铜做阳极,精铜为阴极,电解质溶液为可溶性铜盐;
(6)根据题目信息,若将Fe2+以Fe(OH)2形式完全沉淀,pH≥9.6,此时Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀,若将Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+以Fe(OH)3形式完全沉淀,pH在3~4,此时Cu2+没有形成沉淀;既除去除去了杂质,也没有除去原物质;