单选题
在淋滤中我们还会使用氧化亚铁硫杆菌,这使淋滤体系可以( )。
A
提高产酸效能
B
除去体系中的亚铁
C
使菌种多样化有利于菌生长
D
利用三价铁氧化性
答案解析
正确答案:D
解析:
这道题考查的是**生物湿法冶金(Bioleaching)**中氧化亚铁硫杆菌(*Acidithiobacillus ferrooxidans*,简称 A.f 菌)的作用机理。
### 解析:
1. **氧化亚铁硫杆菌的特性**:
氧化亚铁硫杆菌是一种化能自养菌,它主要利用氧化无机物(如亚铁离子 $Fe^{2+}$ 和还原态硫 $S$)产生的能量来维持生长。在淋滤体系中,它的核心作用是将溶液中的二价铁($Fe^{2+}$)氧化为三价铁($Fe^{3+}$)。
2. **三价铁的作用**:
在酸性环境中,**三价铁($Fe^{3+}$)是一种强氧化剂**。许多硫化矿物(如黄铜矿 $CuFeS_2$、闪锌矿 $ZnS$ 等)难以直接被氧气或酸溶解,但可以被 $Fe^{3+}$ 氧化分解,从而释放出金属离子进入溶液。反应通式大致如下:
$$ MS + 2Fe^{3+} \rightarrow M^{2+} + S^0 + 2Fe^{2+} $$
(其中 M 代表金属,S 代表硫)
3. **循环机制**:
上述反应中,$Fe^{3+}$ 被还原回 $Fe^{2+}$。此时,氧化亚铁硫杆菌再次发挥作用,将生成的 $Fe^{2+}$ 重新氧化为 $Fe^{3+}$:
$$ 4Fe^{2+} + O_2 + 4H^+ \xrightarrow{\text{细菌}} 4Fe^{3+} + 2H_2O $$
这样就形成了一个**“细菌再生氧化剂”**的循环体系。
4. **选项分析**:
* **A. 提高产酸效能**:虽然该菌氧化硫元素时会产生硫酸,有助于维持酸性环境,但这并非引入该菌用于金属浸出的*最核心*目的,且题目强调的是淋滤体系的整体功能逻辑。
* **B. 除去体系中的亚铁**:细菌确实消耗亚铁,但目的不是为了“除去”它作为废物,而是为了将其转化为具有浸出能力的三价铁。
* **C. 使菌种多样化有利于菌生长**:引入特定菌种是为了其特定的代谢功能,而非为了多样性本身。
* **D. 利用三价铁氧化性**:这是生物淋滤的核心机制。细菌通过不断再生 $Fe^{3+}$,使得体系能够持续利用 $Fe^{3+}$ 的强氧化性来浸出矿石中的金属。因此,引入该菌使淋滤体系具备了**利用三价铁氧化性**进行持续浸矿的能力。
### 结论:
氧化亚铁硫杆菌的关键作用在于再生 $Fe^{3+}$,从而使淋滤体系能够持续利用 $Fe^{3+}$ 的强氧化性来分解硫化矿物。
故正确答案为 **D**。
相关知识点:
淋滤用氧化亚铁,利用铁氧化性强
题目纠错
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