微生物对人类有着各种各样的用途.现在生物工程学家利用微生物从矿石中提取金属．铜是一种很有价值的金属.可以从铜矿中提取．微生物法是采用某些细菌能用空气中的氧气氧化硫化铜矿石.把不溶性的硫化铜转化成可溶的硫酸铜．利用细菌提取铜的生产过程:在已有细菌存在的岩石.矿石堆中.喷洒酸水以促进细菌生长,在它们的生长过程中.氧化而成的硫酸铜形成低浓度的溶� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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微生物对人类有着各种各样的用途，现在生物工程学家利用微生物从矿石中提取金属．铜是一种很有价值的金属，可以从铜矿中提取．微生物法是采用某些细菌能用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化成可溶的硫酸铜．利用细菌提取铜的生产过程：在已有细菌存在的岩石、矿石堆中，喷洒酸水以促进细菌生长；在它们的生长过程中，氧化而成的硫酸铜形成低浓度的溶液流到矿石堆的底部，再从这种溶液中提取金属铜．水循环使用，再回到矿石堆中．在美国，10%的铜是用这种方法生产的．
试回答下列问题：
（1）细菌把硫化铜氧化为硫酸铜的过程中起了什么作用：

（2）从硫酸铜溶液中提取铜，简便而经济的方法是

；相应的化学方程式为：

．
（3）普通生产铜的方法是在空气中燃烧硫化铜（产物中有一种气态氧化物）．试比较两种方法的优缺点

．
（4）用一定量的铁与足量的稀H₂SO₄及足量的CuO制成单质铜，有人设计以下两种方案：
①Fe

H2SO4

H₂

CuO

Cu　②CuO

H2SO4

CuSO_4FeCu
若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是

A．①多 B． ②多 C．相等 D．无法判断
（5）工业上可用Cu₂S和O₂反应制取粗铜，该反应中氧化剂为

．电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是

，电解液中必须含有的阳离子是

．
（6）工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉末（含杂质氧化亚铁），充分搅拌，使之溶解，反应如下：CuO+2HCl═CuCl₂+H₂O FeO+2HCl═FeCl₂+H₂O
已知：pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀．除去溶液中的Fe²⁺，可以采用的方法是

．

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,金属冶炼的一般原理

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）细菌能将用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化成可溶的硫酸铜；
（2）铁能和铜离子发生置换反应生成铜；
（3）根据其产物性质和特点、成本、效益方面分析；
（4）用铁和稀硫酸反应生成的氢气会残留在装置中；
（5）得电子化合价降低的反应物是氧化剂，电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液中必须含铜离子；
（6）根据氢氧化物沉淀需要的pH，先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调整pH在3～4．

解答： 解：（1）微生物法是采用某些细菌能用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化成可溶的硫酸铜，据此可知，细菌在该反应中既不是反应物也不是生成物，而作催化剂，起催化作用，
故答案为：催化作用；
（2）铁和硫酸铜发生置换反应而生成铜，所以从硫酸铜溶液中提取铜，简便而经济的方法是向硫酸铜溶液中加入废铁，将铜置换出来，反应方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，
故答案为：向硫酸铜溶液中加入废铁，将铜置换出来；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（3）普通方法煅烧硫化铜，产生烟尘和SO₂气体，烟尘或二氧化硫气体会污染环境；生物工程更有优点，它的优点是成本低、效益好，且反应过程中不产生烟尘和二氧化硫等污染环境的物质，所以环境污染程度小，
故答案为：普通方法煅烧硫化铜，产生烟尘和SO₂气体污染环境；生物工程更有优点，它的优点是成本低、效益好，环境污染程度小；
（4）铁和稀硫酸制取的氢气会部分残留在反应器中，氢气的量减少，导致还原氧化铜生成铜的质量减少，所以②生成的铜多，故选B；
（5）Cu₂S+O₂

△

2Cu+SO₂，该反应中Cu元素化合价由+1价变为0价、S元素化合价由-2价变为+4价、O元素化合价由0价变为-2价，所以Cu₂S、O₂是氧化剂；
电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液中含有铜离子，
故答案为：Cu₂S、O₂；粗铜；Cu²⁺；
（6）根据氢氧化物的pH知，pH≥9.6时，Fe²⁺以Fe（OH）₂形式完全沉淀，pH≥6.4时，Cu²⁺以Cu（OH）₂的形式完全沉淀，pH在3～4时，Fe³⁺以Fe（OH）₃的形式完全沉淀，如果条件溶液的pH将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀时，铜离子已经完全沉淀，为防止铜离子转化为沉淀，可以将亚铁离子转化为铁离子，再调节溶液的pH为3-4时，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而铜离子存在于溶液中，从而将亚铁离子除去，
故答案为：先将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，再调整pH在3～4．

点评：本题以铜为载体考查了难溶物的溶解平衡、电解原理、氧化还原反应等知识点，根据沉淀与溶液pH的关系、电解原理内涵、氧化还原基本概念来分析解答即可，注意（4）题中，仅仅从反应方程式中判断会得到生成的铜质量相等而导致错误，根据实际实验操作来分析解答即可，为易错点．

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