細(xì)菌“吃”出來(lái)的金屬

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
金屬的冶煉方法很多,教材中介紹了工業(yè)上冶煉金屬的一般方法:熱分解法(如Hg,Ag的冶煉等)、熱還原法(如Fe, W,Cr等的冶煉)、電解法(如A1,Na等金屬的冶煉),另外在“資料”中介紹了濕法金(也稱水法冶金),此外,還有其他方法嗎?請(qǐng)做下面一道題: 微生物對(duì)人類有著各種各樣的用途,現(xiàn)在生物工程學(xué)家已能利用微生物從礦石中提取金屬,在銅礦石中提取銅便是一例。銅礦石中,銅往往與其他元素(特別是硫)結(jié)合在一起。有些銅礦中銅的含量很低,以致于冶煉過(guò)程十分困難,冶煉成本很高。在此,細(xì)菌能幫助我們,某些細(xì)菌能利用空氣中的氧來(lái)氧化硫化亞銅礦石,將不溶性的硫化亞銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅,同時(shí),這些細(xì)菌還利用氧化反應(yīng)所釋放的化學(xué)能將CO2等無(wú)機(jī)物合成C2H12O6。因這些細(xì)菌能侵蝕銅礦石,所以被稱為“吃巖石的細(xì)菌’。在礦石堆里已經(jīng)有細(xì)菌存在,噴灑稀硫酸后,通過(guò)細(xì)菌的作用使硫化亞銅礦石被氧化成為硫酸銅,從低濃度的硫酸銅溶液中提取金屬銅。水則可以循環(huán)利用,再回到礦石堆中: 請(qǐng)根據(jù)上述材料回答問(wèn)題: (1)這種“吃巖石細(xì)菌”的新陳代謝類型是什么,它們與綠色植物相比較,同化過(guò)程中所需能量的最初來(lái)源有何不同? ( 2)從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看,該種細(xì)菌能否稱為“分解者”? (3)舉出由硫酸銅制得金屬銅的兩種方法(用文字?jǐn)⑹? (4)在細(xì)菌作用下硫化亞銅被氧化的離子方程式: (5)普通生產(chǎn)銅的方法其中一步是在空氣中鍛燒硫化亞銅,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 (6)為了防止污染環(huán)境并得副產(chǎn)品亞硫酸鈉,常用氫氧化鈉溶液吸收鍛燒硫化亞銅時(shí)產(chǎn)生的氣體。請(qǐng)計(jì)算鍛燒1噸含硫化亞銅8%的礦石時(shí),用l m30.8 mol·L-1的氫氧化鈉溶液來(lái)吸收反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,能得到亞硫酸鈉多少噸?(列式計(jì)算) 解析:(1)根據(jù)題示信息:“在此,細(xì)菌能幫助我們,某些細(xì)菌利用空氣中的氧氣……這些細(xì)菌能利用氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能將CO2等無(wú)機(jī)物合成C6H12O6”,可知“吃巖石細(xì)菌”的新陳代謝類型為自養(yǎng)需氧型。同化過(guò)程中,前者所需能量來(lái)自體外物質(zhì)氧化所釋放的化學(xué)能,后者來(lái)自光能。 (2)從生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)看,該種細(xì)菌不能稱之為“分解者”,因?yàn)樵摷?xì)菌能將無(wú)機(jī)物直接合成有機(jī)物,而分解者是異養(yǎng)型的。 (3)從硫酸銅制得金屬銅的方法很多:如初中學(xué)的“濕法煉銅”即用Fe和CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng),高中學(xué)了電化學(xué)知識(shí)后可用電解溶液的辦法制得等。 (4)由于細(xì)菌作用時(shí)借助了“噴灑酸水”因此其離子方程式可寫(xiě)成: 2Cu2S + 5O2 + 4H+ 4Cu2+ + 2H2O + 2SO42- (5)普通生產(chǎn)銅的方法是:(1)2Cu2S +3O2 = 2Cu2O + 2SO2 (6)SO2 + 2NaOH = Na2SO4 + Na2SO3 + H2O SO2 +Na2SO3 +H2O = 2NaHSO3 n(SO2)=n(Cu2S)=106 g·8%/160 g·mol-1=500 mol n(NaOH) = 1 m3·103 L·m-3 ·0.8mol·L4=800 mol 方法一:設(shè)生成Na2SO3 x mol NaHSO3 y mol 由“S”守恒有x+y = 500;由“Na”守恒有:2x+ y=800 解之得:x=300 m(Na2SO3)=300 mol×126 g·mol-1 = 37 800 g=0.378 t 方法二:利用化學(xué)方程求解。 方法三:利用溶液中電荷守恒求解,設(shè)Na2SO3為x mol,由電荷守恒有:n(Na+)=2(SO32-)+n(HSO4-) 即800×1=2x +(500-x)×1,x=300,其他同方法一 另外:還可以利用平均化學(xué)式求解,利用特定系數(shù)法求解,等。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chuzhong/885570.html

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