Question

12．火法炼铜可以从黄铜矿（CuFeS₂）或辉铜矿（Cu₂S）中提取铜，发生如下反应：
①CuFeS₂+4O₂$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$Cu₂S+3SO₂+2FeO ②Cu₂S+3O₂$\frac{\underline{\;1200℃\;}}{\;}$2Cu₂O+2SO₂ 
③2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;1200℃\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑
回答下列问题：
（1）CuFeS₂中铜元素的化合价为+2价．
（2）写出①～③反应的氧化剂、还原剂，并用单线桥表示电子转移方向和数目．
（3）1molCuFeS₂生成1molCu，理论上消耗2.5molO₂．
（4）1molCu₂S和O₂反应生成2molCu转移的电子数为6mol．

Answer 1

分析 （1）根据元素化合价代数和为零来计算回答；
（2）①中Cu的化合价降低，硫的化合价升高；②中S元素的化合价升高，O元素的化合价降低；③中，Cu₂S中Cu元素的化合价降低，S元素的化合价升高，根据氧化还原反应中的基本概念来回答；
（3）由反应可知，存在6Cu～3Cu₂S～6CuFeS₂～15O₂，以此分析；
（4）Cu元素由+1价降低为0，O元素的化合价降低，而S元素的化合价由-2价升高为+4价，据此计算．

解答 解：（1）CuFeS₂中Fe是+2，S是-2价，根据元素化合价代数和为零，Cu的化合价是+2，故答案为：+2；
①中Cu、O的化合价降低，硫的化合价升高，CuFeS₂既是氧化剂又是还原剂，氧气是氧化剂；②中S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，Cu₂S只做还原剂，氧气是氧化剂；③中，Cu₂S中Cu元素的化合价降低，S元素的化合价升高，Cu₂S既是还原剂又是氧化剂，Cu₂O是氧化剂，化合价升高值=失电子数=化合价降低值=得电子数=转移电子数，各个反应电子转移情况如下：①②③；
故答案为：①CuFeS₂、O₂是氧化剂，CuFeS₂，是还原剂，；②Cu₂S还原剂，O₂是氧化剂；；③Cu₂S、Cu₂O是氧化剂，Cu₂S是还原剂，；

（3）由反应可知，存在6Cu～3Cu₂S～6CuFeS₂～15O₂，则1mol CuFeS₂生成1molCu，理论上消耗2.5molO₂，故答案为2.5；
（4）Cu元素由+1价降低为0，O元素的化合价降低，而S元素的化合价由-2价升高为+4价，则转移的电子数为1mol×[4-（-2）]=6mol，故答案为：6；

点评 本题考查氧化还原反应，为高考常见题型，注意把握元素的化合价及反应中的变化为解答的关键，侧重基本概念的考查，题目难度不大．