Question

黄铜矿（主要成分CuFeS₂）是提取铜的主要原料
已知  CuFeS₂+O₂

800℃

Cu₂S+SO₂+FeO（炉渣）
已知产物Cu₂S在1200℃高温下能继续反应：
Cu₂S+O₂→Cu₂O+SO₂      Cu₂O+Cu₂S→Cu+SO₂
假定各步反应都完全，CuFeS₂物质的量为2mol，O₂的物质的量为a mol，请填写下列表格中（1）（2）（3）（4）空格内所表示的相关内容：

序号	1	2	3	4	5	6
n（O2）的量		a=4	（3）			A≥5.5
残留固体 中含铜物质	CuFeS2 Cu2S	（2）	Cu Cu2S	Cu	Cu Cu2O
物质的量 分别是多少	（1）					（4）

（1）

 

（2）

 

（3）

 

（4）

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据化合价变化相等配平后的反应为：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂，
（1）根据反应2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO可知，当a＜4mol时，氧气不足，则CuFeS₂有剩余，残留固体中含铜物质为CuFeS₂和Cu₂S，根据反应计算出 其物质的量；    
（2）当a=4mol时，CuFeS₂和O₂恰好反应：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO，根据方程式判断残留固体中含铜物质；
（3）根据反应2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂可得总反应：6CuFeS₂+15O₂=6Cu+12SO₂+6FeO，当a=2mol×

15

6

=5mol，残留固体中含铜物质只有Cu，据此判断残留固体中含铜物质为Cu、Cu₂S时a的范围；                            
（4）根据反应2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂可得4CuFeS₂+11O₂=2Cu₂O+8SO₂+4FeO，当a≥2mol×

11

4

=5.5mol时，CuFeS₂和O₂恰好反应生成Cu₂O，根据反应方程式计算出n（Cu₂O）．

解答： 解：根据化合价变化相等配平后的反应为：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂，
（1）根据反应2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO可知，当a＜4mol时，氧气不足，则CuFeS₂有剩余，反应生成的Cu₂S为：amol×

1

4

=0.25a mol，根据铜原子守恒可得剩余的CuFeS₂为：2mol-0.25a mol×2=（2-0.5a）mol，
故答案为：n（CuFeS₂）=2-0.5a、n（Cu₂S）=0.25a；    
（2）当a=4mol时，CuFeS₂和O₂恰好反应：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO，残留固体中含铜物质为Cu₂S，故答案为：Cu₂S；
（3）根据反应2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂可得总反应：6CuFeS₂+15O₂=6Cu+12SO₂+6FeO，当a=2mol×

15

6

=5mol，残留固体中含铜物质只有Cu，所以残留固体中含铜物质为Cu、Cu₂S时，4＜a＜5，
故答案为：4＜a＜5；                            
（4）根据反应2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂可得4CuFeS₂+11O₂=2Cu₂O+8SO₂+4FeO，当a≥2mol×

11

4

=5.5mol时，CuFeS₂和O₂恰好反应生成Cu₂O，根据质量守恒可得n（Cu₂O）=1mol，
故答案为：n（Cu₂O）=1mol．

点评：本题考查了反应物过量的计算，题目难度较大，解答关键是根据分步反应正确书写总反应、然后根据反应物的量判断产物组成，试题培养了学生的分析、理解能力．