Question

用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：aCuFeS₂+bSiO₂+cO₂→dCu+e FeSiO₃+fSO₂
（1）配平上述化学反应方程式：
a=

2

   b=

2

   c=

5

   d=

2

   e=

2

   f=

4

（2）若2.5吨黄铜矿（含CuFeS₂80%）发生上述反应，计算生成的SO₂在标准状况下的体积（m³）．
（3）若将标准状况下的SO₂ 280mL通入100mL碘水中充分吸收后，多余的碘用0.182mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定（I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），用去Na₂S₂O₃溶液5.50mL．写出SO₂通入碘水中反应的离子方程式．
（4）计算（3）中碘水的物质的量浓度．

Answer 1

分析：（1）假设铁是+2价的，铜也是+2价的，硫是-2价的，铁在反应后价态不变，反应中Cu由+2价降低为0价，O元素由0价降低为-2价，S元素化合价由-2价升高为+4价，令CuFeS₂系数为1，根据元素守恒确定其它物质的系数，再验证电子转移是否相等；
（2）令生成的SO₂在标准状况下的体积为V，根据方程式计算；
（3）SO₂通入碘水中发生反应生成氢碘酸与硫酸；
（4）计算与280mLSO₂反应的I₂的物质的量，剩余的I₂与2Na₂S₂O₃反应，令剩余的I₂的物质的量为n，根据方程式计算n的值，两部分碘之和为碘水中碘的物质的量，再根据c=

n

V

计算．

解答：解：（1）令CuFeS₂系数为1，根据Cu元素守恒可知Cu的系数为1，根据Fe元素守恒可知FeSiO₃系数为1，根据S元素守恒可知SO₂系数为2，根据Si元素守恒可知SiO₂系数为1，根据O元素守恒可知O₂系数为

5

2

，将各物质的系数扩大2倍，反应方程式为：2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂=2Cu+2FeSiO₃+4SO₂，电子转移守恒．
故答案为：2；2；5；2；2；4；
（2）令生成的SO₂在标准状况下的体积为V，则：
2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂=2Cu+2FeSiO₃+4SO₂
2×184g                     4×22.4L
2.5×10⁶×80%g                V
所以V=

2.5×106×80%g

2×184g

×4×22.4L=4.87×10⁵L=487m³，答：生成生成的SO₂在标准状况下的体积为=487m³；
（3）SO₂通入碘水中发生反应生成氢碘酸与硫酸，反应离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-，
答：SO₂通入碘水中反应离子方程式为SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-；
（4）标准状况下280mLSO₂的物质的量为

0.28L

22.4L/mol

=0.0125mol，根据SO₂+I₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2I^-可知，与280mLSO₂ 反应的I₂的物质的量为0.0125mol，剩余的I₂与2Na₂S₂O₃反应，令剩余的I₂的物质的量为n，则：
I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆
1       2
n    0.182mol/L×5.50×10^-3L
所以n=0.182mol/L×5.50×10^-3L×

1

2

=5.005×10^-4mol，
所以c（I₂）=

5.005×10-4mol+0.0125mol

0.1L

=0.130mol/L，
答：碘水的物质的量浓度为0.130mol/L．

点评：本题考查氧化还原反应的计算、配平、滴定应用等，难度中等，（1）中利用化合价升降配平比较麻烦，掌握常用的配平方法．