Question

細菌冶金是一種新工藝，其能耗少、減少環境污染．稱為“綠色冶金”．其原理：①氧化硫硫桿菌和聚硫桿菌能把礦石中的硫氧化成硫酸，反應式為2S+3O₂+2H₂O═2H₂SO₄，②氧化亞鐵硫桿菌在上面產生的硫酸中能把硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵③細菌得到了所需要的能量，生成的硫酸鐵可把FeS₂（黃鐵礦）和Cu₂S（輝銅礦）等轉變為可溶性化合物而從礦石中溶解出來，其化學過程是：
Fe₂S₂（黃鐵礦）+7Fe₂（SO₄）₃+8H₂O═15FeSO₄+8H₂SO₄
Cu₂S（輝銅礦）+2Fe₂（SO₄）₂═2CuSO₄+4FeSO₄+S
（1）寫出②反應的化學方程式：______．
（2）某實驗小組，欲將硫酸銅和硫酸亞鐵的酸性混合液分離出硫酸亞鐵溶液．經查閱資料得知，在溶液中通過調節溶液的酸堿性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分別生成沉淀的pH如表2

物質	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
開始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH	13	14	3.7

實驗室有下列試劑可供選擇A． H₂O₂   B．CaO  C．CuO   D．稀H₂SO₄   E．鐵粉；
實驗經過濾后還需設計的實驗操作步驟和目的是：

實驗步驟	實驗操作	實驗操作的目的
步驟1	______	______
步驟2	______	______
步驟3	______	______
步驟4	洗滌	______
步驟5	______	得到FeSO4溶液

（3）若向CuSO₄、FeSO₄混合液中加入適量堿液，將溶液蒸干、灼燒得到紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O混合物，欲測定該混合物中Cu₂O的質量分數．該實驗小組的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，經過濾、洗滌、干燥、稱量固體的質量為n g．已知Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄．某學生據此計算出該混合物Cu₂O的質量分數的計算式

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×100%．該學生的計算是否正確：______，請說明理由______．

Answer 1

（1）氧化亞鐵中+2價的鐵具有還原性，空氣中氧氣具有氧化性，硫桿菌起催化作用，發生反應4FeSO₄+2H₂SO₄+O₂

硫桿菌  .

2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O，
故答案為：4FeSO₄+2H₂SO₄+O₂

硫桿菌  .

2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O；
（2）將硫酸銅和硫酸亞鐵的酸性混合液分離出硫酸亞鐵溶液，氫氧化物沉淀完全時的pH=10，當溶液的pH等于3.7時，Fe（OH）₃完全沉淀，pH最小，故應將Fe²⁺先轉化為Fe³⁺，在利用增大pH的方法除去溶液中的Fe³⁺，但是所加物質不能增加新的雜質，故第一步氧化劑應是H₂O₂，首先用H₂O₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，Fe³⁺只能存在于酸性溶液中，當溶液的pH大于1.4時，Fe³⁺開始水解生成沉淀，當溶液的pH等于3.7時，Fe³⁺已完全水解為沉淀，過濾得到氫氧化鐵，通過洗滌除去雜質，向沉淀中加入適量稀硫酸和適量鐵粉，得到FeSO₄溶液，
故答案為：

實驗步驟	實驗操作	實驗操作的目的
步驟1	加入H2O2	把二價鐵氧化成三價
步驟2	加入適量氧化銅，調節pH到3.7	保證三價鐵完全沉淀
步驟3	過濾	濾出氫氧化鐵
步驟4	洗滌沉淀	除去雜質
步驟5	向沉淀中加入適量稀硫酸和適量鐵粉	得到FeSO4溶液

（3）若向CuSO₄、FeSO₄混合液中加入適量堿液，將溶液蒸干、灼燒得到紅色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O混合物，欲測定該混合物中Cu₂O的質量分數．該實驗小組的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸，發生Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，生成的銅與Fe³⁺反應，2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；經過濾、洗滌、干燥、稱量固體的質量為ng，ng為溶解掉一部分銅后剩余的銅，該混合物Cu₂O的質量分數應大于

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×100%，所以該計算不正確，
故答案為：不正確；因為該計算沒有考慮Cu與Fe³⁺的反應；