单选题
为了与化学淋滤法的效率作比较(主要考虑相同PH条件),实验中一般添加化学对照组那么你觉得以下( )是正确的做法。
A
测量生物淋滤组的PH和细胞浓度的同时,测量化学组的PH和离子浓度,测量完毕将化学组PH调整至与生物淋滤组一致
B
测量生物淋滤组的PH和离子浓度的的同时,测量化学组的PH和离子浓度,测量完毕将化学组PH调整至与生物淋滤组一致
C
测量前将化学组PH调整至与生物淋滤组一致测量生物淋滤组的PH和细胞浓度的同时,测量化学组的PH和离子浓度
D
测量前将化学组PH调整至与生物淋滤组一致测量生物淋滤组的PH和离子浓度的同时,测量化学组的PH和离子浓度
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是**生物淋滤(Bioleaching)**与**化学淋滤(Chemical Leaching)**对比实验中的变量控制原则,核心在于理解“单一变量原则”以及如何正确设置对照组以排除非生物因素(如pH变化、化学氧化等)的影响。
### 解析思路:
1. **实验目的**:
比较生物淋滤法的效率。生物淋滤不仅涉及微生物代谢产生的酸或氧化剂,还涉及微生物本身的吸附、包裹等作用。为了证明效率的提升是源于“生物作用”,必须设立一个**化学对照组**。
2. **对照组的设置原则**:
* **单一变量**:生物组和化学组之间唯一的区别应该是**有无活性微生物**。
* **环境条件一致**:其他所有可能影响淋滤效率的因素(如温度、搅拌速度、初始矿石量、**pH值**、氧化还原电位等)都应保持一致。
* **关键难点——pH的动态变化**:在生物淋滤过程中,微生物代谢会不断产生酸(如硫酸),导致体系pH值随时间下降。而单纯的化学对照组如果没有微生物产酸,其pH值变化规律与生物组不同。因此,为了公平比较“相同pH条件下的浸出效果”,必须在整个实验过程中,**实时或定期将化学对照组的pH值调整至与生物淋滤组一致**。
3. **监测指标的选择**:
* **生物淋滤组**:需要监测**pH值**(用于指导调节对照组)和**离子浓度**(如金属离子浓度,代表淋滤效率/浸出率)。虽然细胞浓度也是生物组的重要参数,但在本题语境下,比较的核心是“淋滤效率”,即金属被浸出的程度,因此**离子浓度**是衡量效率的关键指标。
* **化学对照组**:同样需要监测**pH值**(以便进行调整)和**离子浓度**(用于与生物组对比计算生物贡献率)。
4. **选项分析**:
* **A选项**:测量生物组的“细胞浓度”而非“离子浓度”。虽然细胞浓度重要,但题目目的是比较“淋滤效率”,效率的直接体现是金属离子的浸出量(离子浓度)。如果不测生物组的离子浓度,就无法计算其淋滤效率,也就无法与化学组比较。故A错误。
* **B选项**:
* 测量生物组的**pH**和**离子浓度**:正确,pH用于反馈调节,离子浓度代表效率。
* 测量化学组的**pH**和**离子浓度**:正确,同上。
* **测量完毕将化学组pH调整至与生物淋滤组一致**:正确。这是控制变量的关键操作,确保两组在相同的酸碱环境下进行反应,从而 isolating(分离)出生物效应对淋滤的贡献。故B正确。
* **C选项**:
* “测量前将化学组pH调整...”:这种静态调整是不够的。因为生物组pH是动态变化的,如果只在测量前调整,那么在两次测量间隔期内,两组的pH可能已经出现显著差异,导致对比失真。必须是“测量后根据当前生物组pH立即调整”,以维持后续时间段的一致性。
* 此外,同样只测了生物组的细胞浓度,未测离子浓度,无法评估效率。故C错误。
* **D选项**:
* 同样存在“测量前调整”的滞后性问题,不如“测量后调整”能更好地模拟实时一致的pH环境。
* 虽然测量了离子浓度,但操作时机不如B选项严谨。在标准的生物淋滤对比实验中,通常是在取样测定当前状态后,立即根据生物组的pH值去调节对照组的pH,以保证下一阶段的反应条件一致。故D不如B准确。
### 结论:
正确答案是 **B**。
**核心要点总结:**
1. 比较淋滤效率,必须监测**离子浓度**(浸出率)。
2. 为了控制pH这一变量,需监测生物组pH,并据此**动态调整**化学对照组的pH,使其始终保持一致。
3. 调整动作应在**测量之后**立即进行,以确保后续反应阶段条件一致。
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