Question

用硫化葉細(xì)菌將硫化礦物轉(zhuǎn)化為水溶性重金屬硫酸鹽，此技術(shù)在冶金工業(yè)上稱為“細(xì)菌冶金”，適合處理低品位礦，獲取金、銅、鎳、鋅、鉬等金屬（《中國大百科全書》）．
（1）某“細(xì)菌冶金”，車間在常溫下將礦石加入到含有硫化葉細(xì)菌的水溶液中，為了加快化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)采用的方法是

 

．
（2）用于冶金的硫化葉細(xì)菌有厭氧細(xì)菌和好氧細(xì)菌．某冶金車間現(xiàn)利用好氧細(xì)菌，銅礦石的有效成分是Cu₂S，冶煉時(shí)反應(yīng)槽中溶液變?yōu)樗{(lán)色，槽底有紫紅色固體析出．藍(lán)色溶液中加入氯化鋇溶液，生成白色沉淀，此白色沉淀不溶于稀鹽酸．寫出反應(yīng)槽中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（3）火法冶金是把Cu₂S礦物煅燒生成氧化銅和二氧化硫，二氧化硫用于制硫酸．用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，若獲得亞硫酸氫鈉溶液，此溶液顯酸性，其中各離予濃度大小順序是：

 

．
（4）細(xì)菌冶金與火法冶金比較：細(xì)菌冶金除了能利用含量低的礦和丟棄的礦渣外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（5）另一種銅礦石中有效成分是Cu₂O，為了測(cè)定有效成分Cu₂O的含量爭(zhēng)查資料知：Cu₂O是不溶于水的堿性氧化物，能溶于酸并發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，生成Cu²⁺和Cu；Cu與Fe³⁺反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．測(cè)定礦石中Cu₂0含量的方法分為兩步：
①將礦石溶于足量的Fe₂（S0₄）₃和H₂SO₄的混合溶液中，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
②用K₂Cr₂O₇溶液滴定上述溶液，請(qǐng)完成滴入K₂Cr₂O₇溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
③若某次測(cè)定稱取0.500g礦樣，用K₂Cr₂0₇溶液滴定時(shí)消耗0.0500mol/L K₂Cr₂O₇ 16.66mL，此礦樣中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：含硫物質(zhì)的性質(zhì)及綜合應(yīng)用,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：元素及其化合物

分析：（1）增大固體反應(yīng)物的表面積能加快反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷產(chǎn)物，結(jié)合原子守恒書寫；
（3）亞硫酸氫鈉溶液顯酸性，則HSO₃^-的電離程度大于水解程度；
（4）根據(jù)反應(yīng)條件和反應(yīng)產(chǎn)物分析；
（5）Cu與Fe³⁺反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子；
①Cu₂0溶于酸生成Cu²⁺和Cu，Cu與Fe³⁺反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子；
②硫酸亞鐵和重鉻酸鉀反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸鉻、硫酸鉀和水；
③根據(jù)反應(yīng)方程式中各物質(zhì)之間的關(guān)系計(jì)算．

解答： 解：（1）增大固體反應(yīng)物的表面積能加快反應(yīng)速率，所以為了加快化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)采用的方法是把礦石粉碎成粉末；
故答案為：把礦石粉碎成粉末；
（2）冶煉時(shí)反應(yīng)槽中溶液變?yōu)樗{(lán)色說明生成銅離子，槽底有紫紅色固體析出，則為Cu，藍(lán)色溶液中加入氯化鋇溶液，生成白色沉淀，此白色沉淀不溶于稀鹽酸，說明有硫酸根離子，綜上可知生成產(chǎn)物為硫酸銅和銅單質(zhì)，則反應(yīng)方程式為：Cu₂S+2O₂=CuS0₄+Cu；
故答案為：Cu₂S+2O₂=CuS0₄+Cu；
（3）用氫氧化鈉溶液吸收尾氣，若獲得亞硫酸氫鈉溶液，此溶液顯酸性，則HSO₃^-的電離程度大于水解程度，其中各離予濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-）；
（4）細(xì)菌冶金與火法冶金比較，不需要高溫，所以節(jié)約能源，反應(yīng)不生成二氧化硫，對(duì)環(huán)境無污染；
故答案為：沒有火法冶煉產(chǎn)生的二氧化硫氣體，對(duì)環(huán)境不造成污染，節(jié)約能源，冶煉成本低；
（5）Cu與Fe³⁺反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
①Cu₂0溶于酸生成Cu²⁺和Cu，Cu與Fe³⁺反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O；
故答案為：Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O；
②硫酸亞鐵和重鉻酸鉀反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸鉻、硫酸鉀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：6FeSO₄+K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄═3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+7H₂O；
故答案為：6FeSO₄+K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄═3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+7H₂O；
③已知Cu₂O+Fe₂（S0₄）₃+H₂SO₄=2CuS0₄+2FeS0₄+H₂O，
6FeSO₄+K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄═3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+7H₂O，
則 Cu₂O～2FeS0₄ ～

1

3

K₂Cr₂O₇，
   n                 0.0500mol/L×16.66×10^-3L      
則n=3×0.0500mol/L×16.66×10^-3L=2.499×10^-3mol，
則Cu₂O的質(zhì)量為：2.499×10^-3mol×144g/mol=0.36g，
所以此礦樣中Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.36g

0.5g

×100%=72%；      
故答案為：72%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了影響速率的因素、化學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、離子濃度大小比較、氧化還原反應(yīng)計(jì)算，難度中等，側(cè)重學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力考查，體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系．