以铜矿石(含CuFeS2、Cu2S和少量SiO2)为原料,采用微生物堆浸技术制备黄铵铁矾[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]的实验流程如下:
已知:
①浆液中含有Fe2+、Cu2+、CuS、S、SiO2等;氧化硫硫杆菌可将S单质转化为SO42-。
②Fe3+完全沉淀时pH为3.7,Cu2+、Mn2+开始沉淀时的pH分别为5.4、8.3。
(1)“研磨”的目的是 增大接触面积,使反应速率加快,提高浸出率增大接触面积,使反应速率加快,提高浸出率。
(2)“一次浸出”时需在低温下进行,温度过高浸出率会下降,可能的原因有 氧化铁硫杆菌活性降低,氧气溶解度降低氧化铁硫杆菌活性降低,氧气溶解度降低。
(3)“二次浸出”时加入Fe2(SO4)3的目的是把CuS全部转化为可溶性的铜盐。检验加入的Fe2(SO4)3中的Fe3+是否完全被还原的实验操作是 取少量滤液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,则Fe3+已完全被还原取少量滤液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,则Fe3+已完全被还原。
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为 2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O。
(5)黄铵铁矾的制备:将“氧化”后浆液过滤 边搅拌边滴加0.1mol/LNaOH溶液,调节pH至3.7-5.4,过滤,用蒸馏水洗涤2-3次,最后一次洗涤液中加入氯化钡,无沉淀产生,向滤渣中加入等体积的1.5mol/LH2SO4溶液和0.5mol/L(NH4)2SO4溶液,搅拌使其充分反映,蒸发浓缩,冷却结晶边搅拌边滴加0.1mol/LNaOH溶液,调节pH至3.7-5.4,过滤,用蒸馏水洗涤2-3次,最后一次洗涤液中加入氯化钡,无沉淀产生,向滤渣中加入等体积的1.5mol/LH2SO4溶液和0.5mol/L(NH4)2SO4溶液,搅拌使其充分反映,蒸发浓缩,冷却结晶;过滤、洗涤、干燥得黄铵铁矾(实验必须使用的试剂:1mol/L的NaOH溶液、1.5mol/L的硫酸溶液、0.5mol•L−1(NH4)2SO4溶液、BaCl2溶液和蒸馏水)。
【答案】增大接触面积,使反应速率加快,提高浸出率;氧化铁硫杆菌活性降低,氧气溶解度降低;取少量滤液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液不变红,则Fe3+已完全被还原;2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;边搅拌边滴加0.1mol/LNaOH溶液,调节pH至3.7-5.4,过滤,用蒸馏水洗涤2-3次,最后一次洗涤液中加入氯化钡,无沉淀产生,向滤渣中加入等体积的1.5mol/LH2SO4溶液和0.5mol/L(NH4)2SO4溶液,搅拌使其充分反映,蒸发浓缩,冷却结晶
【解答】
【点评】
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