题目内容
由黄铜矿为原料（主要成分为CuFeS2）制备99.95%～99.98%精铜的流程如下：
-→，O2 
-→，SiO2 
，FeSiO3-→O2 
（1）高温焙烧第一反应为2CuFeS2+4O2═Cu2S+2FeO+3SO2，该反应中氧化剂为 ．产物Cu2S在1 200℃高温下继续反应：2Cu2S+3O2═2Cu2O+2SO2，2Cu2O+Cu2S═6Cu+SO2．6mol CuFeS2和14.25mol O2反应，理论上可得到Cu mol（假定各步反应都完全）．
（2）取三份质量均为16.9g的上述粗铜，成分为Cu、Fe、Zn．现在需要分析其中铜的含量，进行如下实验（所有气体体积均为标况下的数据）：
①取一份粗铜放入足量稀硫酸中，共放出氢气1.568L．
②另取一份粗铜放入稍过量的较浓硝酸中，加热使合金铜完全溶解，收集到了NO和NO2的混合气体8.736L，与3.304LO2混合后，得到的混合气体恰好被水完全吸收．
③再取一份粗铜进行电解精炼，阳极完全溶解后阴极增加质量17.28g．求粗铜中Cu的质量分数（保留一位小数）．
-→，O2 -→，SiO2 ，FeSiO3-→O2 （1）高温焙烧第一反应为2CuFeS2+4O2═Cu2S+2FeO+3SO2，该反应中氧化剂为
（2）取三份质量均为16.9g的上述粗铜，成分为Cu、Fe、Zn．现在需要分析其中铜的含量，进行如下实验（所有气体体积均为标况下的数据）：
①取一份粗铜放入足量稀硫酸中，共放出氢气1.568L．
②另取一份粗铜放入稍过量的较浓硝酸中，加热使合金铜完全溶解，收集到了NO和NO2的混合气体8.736L，与3.304LO2混合后，得到的混合气体恰好被水完全吸收．
③再取一份粗铜进行电解精炼，阳极完全溶解后阴极增加质量17.28g．求粗铜中Cu的质量分数（保留一位小数）．
考点：铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：几种重要的金属及其化合物
分析：（1）根据化合价的变化判断氧化剂、还原剂；根据CuFeS2的物质的量计算生成硫化亚铜的物质的量、需要氧气的物质的量，根据剩余氧气的物质的量计算需要硫化亚铜的物质的量、生成氧化亚铜的物质的量，根据氧化亚铜的物质的量计算生成铜的物质的量；
（2）粗铜中的铁和锌与稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，根据氢气的体积计算铁和锌的物质的量之和再结合电解时析出的纯铜和粗铜质量差列比例式计算锌和铁的质量，从而计算出铜的质量分数．
（2）粗铜中的铁和锌与稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，根据氢气的体积计算铁和锌的物质的量之和再结合电解时析出的纯铜和粗铜质量差列比例式计算锌和铁的质量，从而计算出铜的质量分数．
解答：
解：（1）2CuFeS2+4O2═Cu2S+2FeO+3SO2，CuFeS2中铜元素的化合价为+2价，铁元素的化合价为+2价，硫元素的化合价为-2价，O2中氧元素的化合价为0价，Cu2S中铜元素的化合价为+1价，氧化物中氧元素的化合价为-2价，SO2中硫元素的化合价为+4价，化合价降低的元素有铜元素、氧元素，所以氧化剂为CuFeS2、O2；
2CuFeS2+4O2═Cu2S+2FeO+3SO2
2mol 4mol 1mol
6mol 12mol 3mol
则剩余氧气的物质的量=14.25mol-12mol=2.25mol；生成硫化亚铜的物质的量为3mol；
2Cu2S+3O2═2Cu2O+2SO2
2mol 3mol 2mol
1.5mol2.25mol1.5mol
所以还剩下硫化亚铜的物质的量=3mol-1.5mol=1.5mol；生成氧化亚铜的物质的量为1.5mol；
2Cu2O+Cu2S═6Cu+SO2
2mol 1mol 6mol
1.5mol0.75mol4.5mol
所以生成铜的物质的量为4.5mol，
故答案为：CuFeS2、O2；4.5；
（2）粗铜中的铁和锌与稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，设锌的物质的量为x，铁的物质的量为y．
Zn---------H2；
1mol 1mol
x x
Fe-------H2；
1mol 1mol
y y
x+y=
=0.07mol，
Zn---------Cu 质量减少
1mol 1g
xmol xg
Fe--------Cu 质量增加；
1mol 8g
ymol 8yg
所以由粗铜制得纯铜的质量增加为：8y-x=17.28g-16.9g=0.38g，
解得
所以铜的质量分数为
×100%=75.7%，
答：粗铜中Cu的质量分数为75.7%．
2CuFeS2+4O2═Cu2S+2FeO+3SO2
2mol 4mol 1mol
6mol 12mol 3mol
则剩余氧气的物质的量=14.25mol-12mol=2.25mol；生成硫化亚铜的物质的量为3mol；
2Cu2S+3O2═2Cu2O+2SO2
2mol 3mol 2mol
1.5mol2.25mol1.5mol
所以还剩下硫化亚铜的物质的量=3mol-1.5mol=1.5mol；生成氧化亚铜的物质的量为1.5mol；
2Cu2O+Cu2S═6Cu+SO2
2mol 1mol 6mol
1.5mol0.75mol4.5mol
所以生成铜的物质的量为4.5mol，
故答案为：CuFeS2、O2；4.5；
（2）粗铜中的铁和锌与稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，设锌的物质的量为x，铁的物质的量为y．
Zn---------H2；
1mol 1mol
x x
Fe-------H2；
1mol 1mol
y y
x+y=
| 1.568L |
| 22.4L/mol |
Zn---------Cu 质量减少
1mol 1g
xmol xg
Fe--------Cu 质量增加；
1mol 8g
ymol 8yg
所以由粗铜制得纯铜的质量增加为：8y-x=17.28g-16.9g=0.38g，
|
解得
|
所以铜的质量分数为
| 16.9g-0.02mol×65g/mol-0.05mol×56g/mol |
| 16.9g |
答：粗铜中Cu的质量分数为75.7%．
点评：本题考查了铜的有关计算，难度不大，易错题是（1）题，注意先进行过量计算，再根据不足量的物质为标准计算生成的物质．
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
用CCl4萃取碘的饱和水溶液中的碘，下列说法不正确的是（ ）
| A、萃取时，要充分振荡混合液体并适当旋转活塞排气减压 |
| B、碘在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大，碘的CCl4溶液呈紫红色 |
| C、使用前要检查分液漏斗是否漏液 |
| D、分液时，水从分液漏斗下口流出，碘的CCl4溶液从漏斗上口倒出 |
下列气体密度比空气小的是（ ）
| A、H2 |
| B、O2 |
| C、CO2 |
| D、SO2 |
10mL酒精和10mL水混合后体积小于20mL，其现象说明（ ）
| A、分子间有间隔 |
| B、分子在不断运动 |
| C、分子可以分成原子 |
| D、分子的体积很小 |
化学--物质结构：
氢氧化钙长期存放容易变质．某科学探究小组在实验时取了一瓶存放多年的氢氧化钙来检验其变质情况．首先取氢氧化钙样品12.2g于锥形瓶中，加入32.8g水，充分振荡形成悬浊液，然后向锥形瓶中逐滴滴加29.2%的盐酸使其充分反应．实验测得加入盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如图所示．NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述错误的是（ ）
| A、1molC10H22分子中共价键总数为31NA个 |
| B、0.1molCH4中含有NA个电子 |
| C、标准状况下，22.4LCHCl3含有氯原子数目为3NA个 |
| D、标准状况下，22.4L甲烷和乙烷混合气体中的分子数NA个 |