Question

“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS₂）氧化为Fe₂(SO₄)₃，并使溶液酸性增强，其过程如图：

（1）该过程的化学反应方程式为             。
（2）人们可利用Fe₂(SO₄)₃作强氧化剂溶解铜矿石（Cu₂S），然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式（请将①补充完整）：
①□Cu₂S＋□Fe^3＋＋□H₂O□Cu^2＋＋□Fe^2＋＋□（   ）＋□SO₄^2－
②                                    。
（3）工业上可利用粗铜（含Zn、Ag、Au杂质）经电解制得精铜（电解铜）。则阳极和阴极材料
分别为：       和       ，阳极的电极反应式为          ，          。
（4）请评价细菌冶金的优点                               。（说一点即可）

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）阳极材料：粗铜，阴极材料：精铜 
阳极反应：Zn－2e^－＝Zn^2＋，Cu－2e^－＝Cu^2＋（各1分，共4分）
（4）①对贫矿、尾矿的开采更有价值；②能大大降低能源消耗，利于减少污染（2分,说一点即可）

本题重点考查了氧化还原反应方程式的缺项配平。
4FeS₂   ＋15O₂    2 Fe₂(SO₄)₃＋
↑15×4  ↓4×15
由此，可知反应物中8mol S，硫酸铁中只有6mol S，故还有2mol S，且是+6价的，判断产物中有2mol H₂SO₄，则反应物中需2mol H₂O。