Question

閱讀以下材料，然后回答問(wèn)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．銅是一種很有實(shí)用價(jià)值的金屬，可以從銅礦中提取．這些礦石中的銅往往與其他元素結(jié)合在一起，特別是硫．銅礦中還混有大量無(wú)用的巖石．有時(shí)，銅礦中的銅含量太低，以致于冶煉過(guò)程十分困難而且成本很高．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)氧化硫化銅礦石，把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化成為可溶性的硫酸銅．這些細(xì)菌能忍耐銅化合物，這些銅化合物對(duì)于大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)是有毒的．因此，有時(shí)它們被稱為“吃巖石的細(xì)菌”．

　　利用細(xì)菌提取銅的生產(chǎn)過(guò)程如下圖：

　　在碎巖石和礦石堆里已經(jīng)有細(xì)菌存在，所必需的是噴灑酸水以促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)．在它們的生長(zhǎng)過(guò)程中，硫化銅礦石被氧化成為硫酸銅，低濃度的硫酸銅溶液流到礦石堆的底部．然后，再?gòu)倪@種溶液中提取金屬銅．水則可以循環(huán)使用，再回到礦石堆中．在美國(guó)，百分之十的銅是用這種方法生產(chǎn)的，將來(lái)生物工程學(xué)家可能用遺傳工程技術(shù)來(lái)提高細(xì)菌的工作效率．

完成下列各題：

(1)指出這種“吃巖石的細(xì)菌”，其新陳代謝類型是什么？

(2)寫出細(xì)菌氧化硫化銅的化學(xué)反應(yīng)式．

(3)除能忍耐銅化合物外，這種細(xì)菌還能忍受其他什么惡劣的生活條件？

(4)如果礦堆中的礦石被碎成小塊，反應(yīng)速率是否有變化？為什么？

(5)從硫酸銅溶液中提取銅，簡(jiǎn)便而經(jīng)濟(jì)的方法是什么？寫出反應(yīng)式．

(6)普通生產(chǎn)銅的方法是在空氣中燃燒硫化銅，這將產(chǎn)生哪些產(chǎn)物？比較生物工程法和普通方法，哪種方法生產(chǎn)銅更好？

Answer 1

答案：
解析：

【解答】(1)自養(yǎng)需氧型;(2)CuS(固)＋2O2CuSO4;(3)高溫、酸水;(4)加快，因?yàn)樗槭瘔K與氧氣的接觸面積增大，促進(jìn)了氧化反應(yīng)的進(jìn)行;(5)將鐵加進(jìn)溶液中，化學(xué)性質(zhì)較活潑的鐵就把銅置換出來(lái)．CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu;(6)Cu和SO2，“微生物采礦法”好 　　【巧解導(dǎo)析】“吃巖石的細(xì)菌”的新陳代謝應(yīng)是自養(yǎng)需氧型的．由生物知識(shí)可知，該生產(chǎn)方法是以CuS固體和O2在細(xì)菌的催化作用下發(fā)生反應(yīng)得到CuSO4．該反應(yīng)放熱，因促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)噴灑了酸水，可見這種細(xì)菌能忍受高溫和酸水．若礦堆中的礦石粉碎，則可增大接觸面積，加快反應(yīng)進(jìn)行．利用金屬活動(dòng)性順序，可用Fe從CuSO4溶液中置換Cu．

提示：

【巧解點(diǎn)悟】本題屬于一道學(xué)科間綜合題，讀清題意，結(jié)合涉及的化學(xué)問(wèn)題和相關(guān)知識(shí)，給出解答．