Question

用硫化葉細菌將硫化礦物轉化為水溶性重金屬硫酸鹽，此技術在冶金工業(yè)上稱為“細菌冶金”，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“細菌冶金”，車間在常溫下將礦石加入到含有硫化葉細菌的水溶液中，為了加快化學反應速率，應采用的方法是

 

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（2）用于冶金的硫化葉細菌有厭氧細菌和好氧細菌．某冶金車間現利用好氧細菌，銅礦石的有效成分是Cu₂S，冶煉時反應槽中溶液變?yōu)樗{色，槽底有紫紅色固體析出．藍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．寫出反應槽中反應的化學方程式：

 

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（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：

 

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（4）細菌冶金與火法冶金比較：細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)點是

 

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（5）另一種銅礦石中有效成分是Cu₂O，為了測定有效成分Cu₂O的含量爭查資料知：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，生成Cu²⁺和Cu；Cu與Fe³⁺反應的化學方程式為

 

．測定礦石中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，請寫出此反應的化學方程式：

 

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②用K₂Cr₂O₇溶液滴定上述溶液，請完成滴入K₂Cr₂O₇溶液時發(fā)生反應的化學方程式：

 

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③若某次測定稱取0.500g礦樣，用K₂Cr₂0₇溶液滴定時消耗0.0500mol/L K₂Cr₂O₇ 16.66mL，此礦樣中Cu₂O的質量分數為

 

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Answer 1

考點：含硫物質的性質及綜合應用,銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：元素及其化合物

分析：（1）增大固體反應物的表面積能加快反應速率；
（2）根據反應現象判斷產物，結合原子守恒書寫；
（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）根據反應條件和反應產物分析；
（5）Cu與Fe³⁺反應生成亞鐵離子和銅離子；
①Cu₂0溶于酸生成Cu²⁺和Cu，Cu與Fe³⁺反應生成亞鐵離子和銅離子；
②硫酸亞鐵和重鉻酸鉀反應生成硫酸鐵、硫酸鉻、硫酸鉀和水；
③根據反應方程式中各物質之間的關系計算．

解答： 解：（1）增大固體反應物的表面積能加快反應速率，所以為了加快化學反應速率，應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）冶煉時反應槽中溶液變?yōu)樗{色說明生成銅離子，槽底有紫紅色固體析出，則為Cu，藍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，綜上可知生成產物為硫酸銅和銅單質，則反應方程式為：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）細菌冶金與火法冶金比較，不需要高溫，所以節(jié)約能源，反應不生成二氧化硫，對環(huán)境無污染；
故答案為：沒有火法冶煉產生的二氧化硫氣體，對環(huán)境不造成污染，節(jié)約能源，冶煉成本低；
（5）Cu與Fe³⁺反應生成亞鐵離子和銅離子，反應的離子方程式為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
①Cu₂0溶于酸生成Cu²⁺和Cu，Cu與Fe³⁺反應生成亞鐵離子和銅離子，則反應的化學方程式為：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生成硫酸鐵、硫酸鉻、硫酸鉀和水，反應的化學方程式為：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的質量為：2.499×10^-3mol×144g/mol=0.36g，
所以此礦樣中Cu₂O的質量分數為

0.36g

0.5g

×100%=72%；      
故答案為：72%．

點評：本題考查了影響速率的因素、化學方程式的書寫、氧化還原反應、離子濃度大小比較、氧化還原反應計算，難度中等，側重學生對數據的處理能力考查，體現化學知識與生產生活的聯系．