细菌“吃”出来的金属
http://www.newdu.com 2024/11/24 03:11:37 人民教育出版社 佚名 参加讨论
细菌“吃”出来的金属 湖南省岳阳市云溪区一中 徐金明 金属的冶炼方法很多，教材中介绍了工业上冶炼金属的一般方法:热分解法(如Hg,Ag的冶炼等)、热还原法(如Fe, W,Cr等的冶炼)、电解法(如A1,Na等金属的冶炼)，另外在“资料”中介绍了湿法金(也称水法冶金)，此外，还有其他方法吗?请做下面一道题: 微生物对人类有着各种各样的用途，现在生物工程学家已能利用微生物从矿石中提取金属，在铜矿石中提取铜便是一例。铜矿石中，铜往往与其他元素(特别是硫)结合在一起。有些铜矿中铜的含量很低，以致于冶炼过程十分困难，冶炼成本很高。在此，细菌能帮助我们，某些细菌能利用空气中的氧来氧化硫化亚铜矿石，将不溶性的硫化亚铜转化为可溶性的硫酸铜，同时，这些细菌还利用氧化反应所释放的化学能将CO2等无机物合成C2H12O6。因这些细菌能侵蚀铜矿石，所以被称为“吃岩石的细菌’。在矿石堆里已经有细菌存在，喷洒稀硫酸后，通过细菌的作用使硫化亚铜矿石被氧化成为硫酸铜，从低浓度的硫酸铜溶液中提取金属铜。水则可以循环利用，再回到矿石堆中: 请根据上述材料回答问题: (1)这种“吃岩石细菌”的新陈代谢类型是什么，它们与绿色植物相比较，同化过程中所需能量的最初来源有何不同? ( 2)从生态学的观点看，该种细菌能否称为“分解者”? (3)举出由硫酸铜制得金属铜的两种方法(用文字叙述) (4)在细菌作用下硫化亚铜被氧化的离子方程式: (5)普通生产铜的方法其中一步是在空气中锻烧硫化亚铜，写出该反应的化学方程式 (6)为了防止污染环境并得副产品亚硫酸钠，常用氢氧化钠溶液吸收锻烧硫化亚铜时产生的气体。请计算锻烧1吨含硫化亚铜8%的矿石时，用l m30.8 mol·L-1的氢氧化钠溶液来吸收反应产生的气体，能得到亚硫酸钠多少吨?(列式计算) 解析:(1)根据题示信息:“在此，细菌能帮助我们，某些细菌利用空气中的氧气……这些细菌能利用氧化还原反应所释放的化学能将CO2等无机物合成C6H12O6”，可知“吃岩石细菌”的新陈代谢类型为自养需氧型。同化过程中，前者所需能量来自体外物质氧化所释放的化学能，后者来自光能。 (2)从生态学的观点看，该种细菌不能称之为“分解者”，因为该细菌能将无机物直接合成有机物，而分解者是异养型的。 (3)从硫酸铜制得金属铜的方法很多:如初中学的“湿法炼铜”即用Fe和CuSO4溶液发生反应，高中学了电化学知识后可用电解溶液的办法制得等。 (4)由于细菌作用时借助了“喷洒酸水”因此其离子方程式可写成: 2Cu2S + 5O2 + 4H+  4Cu2+ + 2H2O + 2SO42- (5)普通生产铜的方法是:(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:设生成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:利用化学方程求解。 方法三:利用溶液中电荷守恒求解，设Na2SO3为x mol，由电荷守恒有:n(Na+)=2(SO32-)+n(HSO4-) 即800×1=2x +(500-x）×1,x=300，其他同方法一 另外:还可以利用平均化学式求解，利用特定系数法求解，等。 (责任编辑：admin) |
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