Question

“細菌冶金”是利用某些細菌的特殊代謝功能開采金屬礦石，例如溶液中氧化亞鐵硫桿菌能利用空氣中的氧氣將黃鐵礦（主要成分FeS₂）氧化為Fe₂(SO₄)₃，并使溶液酸性增強，其過程如圖：

（1）該過程的化學反應方程式為              。

（2）人們可利用Fe₂(SO₄)₃作強氧化劑溶解銅礦石（Cu₂S），然后加入鐵屑進一步得到銅，該過程中發生的離子反應方程式（請將①補充完整）：

①□Cu₂S＋□Fe^3＋＋□H₂O□Cu^2＋＋□Fe^2＋＋□（    ）＋□SO₄^2－

②                                     。

（3）工業上可利用粗銅（含Zn、Ag、Au雜質）經電解制得精銅（電解銅）。則陽極和陰極材料

分別為：        和        ，陽極的電極反應式為           ，           。

（4）請評價細菌冶金的優點                                。（說一點即可）

Answer 1

（1）4FeS₂＋15O₂＋2H₂O2Fe₂(SO₄)₃＋2H₂SO₄（2分）

（2）①Cu₂S＋10Fe^3＋＋4H₂O2Cu^2＋＋10Fe^2＋＋8H^＋＋SO₄^2－（1分）

②Fe＋Cu^2＋＝Fe^2＋＋Cu（1分）

（3）陽極材料：粗銅，陰極材料：精銅 

陽極反應：Zn－2e^－＝Zn^2＋，Cu－2e^－＝Cu^2＋（各1分，共4分）

（4）①對貧礦、尾礦的開采更有價值；②能大大降低能源消耗，利于減少污染（2分,說一點即可）

解析:

本題重點考查了氧化還原反應方程式的缺項配平。

              4FeS₂    ＋15O₂     2 Fe₂(SO₄)₃＋

             ↑15×4   ↓4×15

由此，可知反應物中8mol S，硫酸鐵中只有6mol S，故還有2mol S，且是+6價的，判斷產物中有2mol H₂SO₄，則反應物中需2mol H₂O。