Question

黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取铜的主要原料． (1) 取12.5 g黄铜矿样品，经测定含3.60 g硫(杂质不含硫)，矿样中CuFeS2含量为________． (2) 已知2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣) 产物Cu2S在1200℃高温下继续反应： 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　　2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2 假定各步反应都完全，完成下列计算： ①由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物质的量． ②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜？ ③6mol CuFeS2和15.75 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜？

Answer 1

答案：
解析：

(1)

答案：85.8％ 　　精析：n(S)＝3.60 g/32 g·mol－1＝0.1125 mol 　　m(CuFeS2)＝0.1125 mol××184 g·mol－1＝10.35 g 　　所以矿样中CuFeS2的含量为×100％＝82.8％．

(2)

答案：①CuFeS2Cu＋FeO＋2SO2　　n(O2)＝(＋2)×6 mol＝15 mol; 　　②O2不足量　　Cu2S＋O22Cu＋SO2 　　n(Cu)＝〔6－2(15－14.25)〕mol＝4.5 mol; 　　③O2过量　　2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 　　n(Cu)＝6(1－×2)mol＝3 mol． 　　精析：①由题目所给3个反应可得如下关系： 　　CuFeS2Cu＋FeO＋2SO2，在由6 mol CuFeS2生成6 mol铜时，根据氧元素守恒有6 mol CuFeS2消耗O2的物质的量为：n(O2)＝(＋2)×6 mol＝15 mol． 　　②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应时，O2不足量，由第一个反应可知，6 mol CuFeS2消耗12 mol O2，剩余的O2发生反应Cu2S＋O22Cu＋SO2．所以生成铜的物质的量为n(Cu)＝2n(O2)＝2×(14.25 mol－12 mol)＝4.5 mol． 　　③6 mol CuFeS2与15.75 mol O2反应时，O2过量，发生第一个反应时消耗12 mol O2，生成3 mol Cu2S，再与过量氧气发生第二个反应，当余下的(15.75～12)mol O2完全反应时，消耗2.5 mol Cu2S，同时生成2.5 mol Cu2O，由第三个反应可知，所得铜的物质的量为n(Cu)＝6n(Cu2S)＝6×(3 mol－2.5 mol)＝3 mol．