Question

微生物對人類有著各種各樣的用途，現在生物工程學家利用微生物從礦石中提取金屬。銅是一種很有價值的金屬，可以從銅礦中提取。微生物法是采用某些細菌能用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，把不溶性的硫化銅轉化成可溶的硫酸銅。利用細菌提取銅的生產過程：在已有細菌存在的巖石．礦石堆中，噴灑酸水以促進細菌生長；在它們的生長過程中，氧化而成的硫酸銅形成低濃度的溶液流到礦石堆的底部，再從這種溶液中提取金屬銅。水循環使用，再回到礦石堆中。在美國，10%的銅是用這種方法生產的。
試回答下列問題：
（1）細菌把硫化銅氧化為硫酸銅的過程中起了什么作用：                   。
（2）從硫酸銅溶液中提取銅，簡便而經濟的方法是                       ；相應的化學方程式為：                                     。
（3）普通生產銅的方法是在空氣中燃燒硫化銅（產物中有一種氣態氧化物）。試比較兩種方法的優缺點。
                                                            。
（4）用一定量的鐵與足量的稀H₂SO₄及足量的CuO制成單質銅，有人設計以下兩種方案：①FeH₂Cu�、贑uOCuSO₄Cu
若按實驗原則進行操作，則兩者制得單質銅的量的比較中，正確的是     (　　)

A．①多

B．②多

C．相等

D．無法判斷

（5）工業上可用Cu₂S和O₂反應制取粗銅，該反應中氧化劑為____________．電解粗銅制取精銅，電解時，陽極材料是__________，電解液中必須含有的陽離子是________．
（6）工業上制備氯化銅時，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉末(含雜質氧化亞鐵)，充分攪拌，使之溶解，反應如下：
CuO＋2HCl=CuCl₂＋H₂O       FeO＋2HCl=FeCl₂＋H₂O
已知：pH≥9．6時，Fe^2＋以Fe(OH)₂形式完全沉淀；pH≥6．4時，Cu^2＋以Cu(OH)₂的形式完全沉淀；pH在3～4時，Fe^3＋以Fe(OH)₃的形式完全沉淀．除去溶液中的Fe^2＋，可以采用的方法是                        。

Answer 1

(1）催化作用 （2）向硫酸銅溶液加入廢鐵，將銅置換出來；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
（3）普通方法煅燒硫化銅，產生煙塵和二氧化硫氣體污染環境。生物工程更有優點，它的優點是成 本低．效益好，環境污染程度小。
（4）B  (5)Cu₂S．O₂粗銅 （6）先將亞鐵離子氧化成三價鐵離子，再調整pH在3-4。

試題分析：
（1）細菌把硫化銅氧化為硫酸銅的過程中，并未參與反應，起催化作用；
（2）利用廢鐵進行置換，既簡便又經濟。Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（3）普通方法煅燒硫化銅，產生煙塵 和SO₂氣體污染環境。生物工程更有優點，它的優點是成本低、效益好，環境污染程度小。
（4）兩方案的化學方程式為：②CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；Fe+CuSO₄═Cu+FeSO₄①Fe+H₂SO₄ ═FeSO₄+H₂↑；H₂+CuO Cu+H₂O；方案①中氫氣還原氧化銅實驗開始時需選通入一部分氫氣，排除裝置中的空氣，實驗結束時還要通一會氫氣，防止生成的銅被氧化，鐵相同產生的氫氣的量，如果不考慮先通后停，銅是相同的，但是由于部分氫氣被浪費，導致對應的銅減少．故②生成的銅多．
（5)工業上可用Cu₂S和O₂反應制取粗銅，元素化合價銅元素化合價降低，硫元素化合價升高，氧氣中氧元素化合價降低，說明亞銅被還原，硫元素被氧化，發生的氧化還原反應為Cu₂S+O₂═2Cu+SO₂，該反應中氧化劑為O₂、Cu₂S；電解精煉銅，粗銅做陽極，精銅為陰極，電解質溶液為可溶性銅鹽；
（6）根據題目信息，若將Fe²⁺以Fe（OH）₂形式完全沉淀，pH≥9.6，此時Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀，若將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，Fe³⁺以Fe（OH）₃形式完全沉淀，pH在3～4，此時Cu²⁺沒有形成沉淀；既除去除去了雜質，也沒有除去原物質；