题目内容

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=　 b=　 c=　 d=　 e=　 f=
（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．

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 $\text{[math]}$ ，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= $\text{[math]}$ ×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 $\text{[math]}$ =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× $\text{[math]}$ =5.005×10^-4mol，
所以c（I₂）= $\text{[math]}$ =0.130mol/L，
答：碘水的物质的量浓度为0.130mol/L．
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= $\text{[math]}$ 计算．
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．

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（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．

用黄铜矿炼铜按反应物和生成物总反应可以写成：

CuFeS₂+SiO₂+O₂Cu+FeSiO₃+SO₂

事实上冶炼反应是分步进行的：a.黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；b.硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；c.硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；d.硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。

（1）完成总反应的化学方程式。

（2）据最新报道，有一种细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，反应是在酸性溶液中发生的。试写出并配平该化学方程式。

（3）最近我国学者发现，以精CuFeS₂矿为原料在沸腾炉中和O₂（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO₄·5H₂O，成本降低了许多。实验结果如下：

沸腾炉温度/℃	560	580	600	620	640	660
水溶性Cu/%	90.12	91.24	93.50	92.38	89.96	84.23
酸溶性Cu/%	92.00	93.60	97.08	97.82	98.16	98.19

完成如下问题：

①CuFeS₂和O₂主要反应的化学方程式为________________________。

②实际生产过程中沸腾炉温度为600—620 ℃。控制反应温度的方法是_____________。

③温度高于600—620 ℃时，生成物中水溶性铜下降的原因是_________________________。

用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：

CuFeS₂ + SiO₂+ O₂ → Cu + FeSiO₃ + SO₂

事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；(2)硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。

写出上述各个分步反应(1，2，3，4)的化学方程式。

2) 给出总反应方程式的系数。

3) 据最新报道, 有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。

4) 最近我国学者发现，以精CuFeS₂矿为原料在沸腾炉中和O₂(空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO₄·5H₂O，成本降低了许多。实验结果如下：

沸腾炉温度/℃		560	580	600	620	640	660
生成物	水溶性Cu/%	90.12	91.24	93.50	92.38	89.96	84.23
	酸溶性Cu/%	92.00	93.60	97.08	97.82	98.16	98.19
	酸溶性Fe/%	8.56	6.72	3.46	2.78	2.37	2.28

回答如下问题：

CuFeS₂和O₂主要反应的方程式为:

实际生产过程的沸腾炉温度为 600～620℃。控制反应温度的方法是：

温度高于600～620℃生成物中水溶性Cu (%)下降的原因是：

（10分）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 =___ b=___ c=___ d=___ e=___ f=___
（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。

（10分）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 =___ b=___ c=___ d=___ e=___ f=___

（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。

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