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中一定含有的金屬陽離子是___。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，也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，根據反應2Cu+H2OCu2O+H2↑，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，其他必要材料任選)。

Answer 1

【答案】膠體的分散質(或膠體粒子)能透過濾紙 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+ K= 4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O

【解析】

（1）題給生產流程中有三步用到了同一種分離方法是過濾，膠體分散質粒子能通過濾紙，所以不能用過濾法來分離液態膠體中的分散質；

（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，防止被空氣中的氧氣氧化；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)2SO4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含有的金屬陽離子是Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量鐵屑只發生Fe和Fe3+的反應，可得平衡常數的表達式；

（4）CuSFeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣中的氧氣氧化生成Fe3+、Cu2+和SO42-；

（5）根據反應2Cu+H2OCu2O+H2↑，銅失電子發生氧化反應，可用電解法制備氧化亞銅，銅作陽極。

（1）題給生產流程中有三步用到了同一種分離方法是過濾，膠體分散質粒子能通過濾紙，所以不能用過濾法來分離液態膠體中的分散質；

（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，防止被空氣中的氧氣氧化；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)2SO4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含有的金屬陽離子是Fe2+；氧化性Fe3+>Cu2+，加入少量鐵屑只發生Fe和Fe3+的反應，平衡常數的表達式為K=；

（4）CuSFeS在氧化亞鐵硫桿菌作用下被空氣中的氧氣氧化生成Fe3+、Cu2+和SO42-，反應的離子方程式為4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O；

（5）根據反應2Cu+H2OCu2O+H2↑，銅失電子發生氧化反應，可用電解法制備氧化亞銅，銅作陽極，因此可設計工業生產氧化亞銅的裝置圖是。