题目内容

黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料
（1）取12.5g黄铜矿样品，经测定含3.60g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+3O2→2Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S→6Cu+SO2；
假定各步反应都完全，完成下列计算：
①由6mol CuFeS2生成6mol Cu，求消耗O2的物质的量______；
②6mol CuFeS2和14.25mol O2反应，理论上可得到______摩尔铜；
③6mol CuFeS2和15.75mol O2反应，理论上可得到______摩尔铜．
【答案】分析：（1）m（样品）×ω（CuFeS2）×CuFeS2中S元素的质量分数=m（S）；
（2）①由反应可知，最终CuFeS2与O2反应的最终成为FeO、Cu、SO2，根据原子守恒计算n（FeO）、n（SO2），根据O原子守恒可知2n（O2）=n（FeO）+n（SO2）；
②③根据方程式计算6mol CuFeS2消耗O2的物质的量、生成Cu2S的物质的量，进而计算剩余O2的物质的量．根据2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2计算反应的Cu2S的物质的量、生成Cu2O的物质的量，进而计算剩余Cu2S的物质的量，再根据2Cu2O+Cu2S→6Cu+SO2进行过量计算．
解答：解：（1）12.5g×ω（CuFeS2）×=3.6g，解得ω（CuFeS2）=82.8%，
故答案为：82.8%；
（2）①由反应可知，最终CuFeS2与O2反应的最终成为FeO、Cu、SO2，根据原子守恒n（FeO）=n（CuFeS2）=6mol，n（SO2）=2n（CuFeS2）=mol，根据O原子守恒可知2n（O2）=n（FeO）+2n（SO2）=6mol+12mol×2，故n（O2）=15mol，
故答案为：15；
②2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO
  6mol   12mol 3mol
故剩余氧气为14.25mol-12mol=2.25mol，生成Cu2S为3mol，
2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2；
3mol  4.5mol
故氧气不足，故氧气完全反应，生成Cu2O为2.25mol×=1.5mol，剩余Cu2S为3mol-1.5mol=1.5mol，
  2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2；
1.5mol 0.75mol
故氧化亚铜完全反应，生成铜1.5mol×=4.5mol，
故答案为：4.5；
③2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO
  6mol   12mol 3mol
故剩余氧气为15.75mol-12mol=3.75mol，生成Cu2S为3mol，
2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2；
3mol  4.5mol
故氧气不足，故氧气完全反应，生成Cu2O为3.75mol×=2.5mol，剩余Cu2S为3mol-2.5mol=0.5mol，
  2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2；
 1mol 0.5mol
故氧化亚铜有剩余，生成铜0.5mol×6=3mol，
故答案为：3．
点评：本题考查混合物的有关计算，题目过程复杂，计算量很大，为易错题目，对学生的心理素质有较高的要求，注意原子守恒计算与过量计算．
练习册系列答案
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（2013?德州模拟）黄铜矿的主要成分是CuFeS2（硫元素一2价，铁元素+2价）．是工业炼铜的主要原料．已知黄铜矿在空气中焙烧生成cu、FeS和S02，FeS+2Hcl=FeCl+H2S．H2S是一种剧毒气体．某科研小组设计以黄铜矿为原料涮取单质铜和氯化铁晶体（FeCl3?6H2O）的流程如下：

（1）92gCuFeS2在空气中焙烧生成Cu、FeS和S02转移电子的物质的量为
3mol
3mol
．
（2）请简述检验气体Ⅰ的操作步骤．
（3）在实验室中，欲用38%（密度为1.18g．mL-1）的盐酸配制30%的盐酸，需要的玻璃仪器主要有
量筒、玻璃棒、烧杯
量筒、玻璃棒、烧杯
．
（4）气体Ⅲ最好选用
C
C
（填写序号），其主要作用是
将Fe2+氧化为Fe3+，
将Fe2+氧化为Fe3+，
；
A．02    B．H2    C．Cl2      D．N2
欲选用下列仪器在实验室中制取纯净干燥的该气体．

装置A中发生反应的离子方程式为
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
．
选用合适装置导管口的连接顺序为a接
ghefb
ghefb
．图中仪器G的名称是
反应漏斗
反应漏斗
；在使用该仪器时，应首先
检查是否漏水
检查是否漏水
．
（2004?上海）黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料
（1）取12.5g黄铜矿样品，经测定含3.60g硫（杂质不含硫），矿样中CuFeS2含量为
82.8%
82.8%
；
（2）已知2CuFeS2+4O2
800℃
Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣）产物Cu2S在1200℃高温下继续反应：2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S→6Cu+SO2；
假定各步反应都完全，完成下列计算：
①由6mol CuFeS2生成6mol Cu，求消耗O2的物质的量
15mol
15mol
；
②6mol CuFeS2和14.25mol O2反应，理论上可得到
4.5
4.5
摩尔铜；
③6mol CuFeS2和15.75mol O2反应，理论上可得到
3
3
摩尔铜．
黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐，其中Cu、Fe两种元素的质量比为8：7；将m g X粉末全部溶于200 mL的浓HNO3（假设S全部转化成SO42-），反应后的溶液加水稀释至 2.12 L时测得其pH为0；将稀释后的溶液分为两等份，向其中一份溶液中滴加6.05mol?L-1的NaOH溶液，向另一份溶液中滴加0.600mol?L-1Ba（NO3）2溶液，两溶液中均生成沉淀，且沉淀的质量随所加溶液的体积变化如下图所示：

（1）试通过计算确定m的值．
（2）若X的摩尔质量为368g?mol-1，试确定X的化学式．
由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）可以冶炼得到粗铜，再经过电解精炼得到纯铜．
（1）黄铜矿冶炼得到粗铜的一步反应为：8CuFeS2+21O2
 高温 
.
 
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuFeS2中的Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是
Cu、O
Cu、O
（填元素符号）．
根据原电池原理，稀硫酸做电解质溶液，使用惰性电极，一极通入SO2，另一极通入O2，治理SO2污染，负极反应的离子方程式为
SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+
SO2-2e-+2H2O=SO42++4H+

（2）粗铜的电解精炼如图所示．在粗铜的电解过程中，纯铜板应是图中电极
d
d
（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为
Cu2++2e-=Cu
Cu2++2e-=Cu
；若粗铜中还含有金、银、铁，它们在电解槽中的存在形式位置为
Au、Ag以单质的形成沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入溶液中
Au、Ag以单质的形成沉积在c（阳极）下方，Fe以Fe2+的形式进入溶液中
．
（3）生物炼铜近几年来逐渐被重视，其原理是：在细菌的帮助下，氧气氧化硫化铜矿石为可溶解性硫酸铜，再进行简单的后续生产．生物炼铜与高温火炼铜相比，优点有
污染小、能量消耗少、反应条件简单等
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（回答两点）硫酸铜可以配制波尔多液，杀灭果树上的某些细菌，其杀菌原理是
Cu2+可以使蛋白质变性
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．
精英家教网硫及其化合物在自然界中广泛存在，运用相关原理回答下列问题：
（1）如图表示一定温度下，向体积为10L的密闭容器中充入1molO2和一定量的SO2后，SO2和SO3（g）的浓度随时间变化的情况．
①该温度下，从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是
 
；
②该温度下，反应2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的平衡常数为
 
．
（2）以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料，经焙烧、熔炼等使铁元素及其他有关杂进入炉渣，将铜元素还原为铜．发生的主要反应为：
2Cu2S（s）+3O2（g）═2Cu2O（s）+2SO2（g）△H=-768.2kJ?mol-1
2Cu2O（s）+Cu2S （s）═6Cu（s）+SO2（g）△H=+116.0kJ?mol-1
①“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu2S和FeS，其物质的量比为1：2）和SO2，该反应的化学方程式为：
 
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②在熔炼中，Cu2S与等物质的量的O2反应生成Cu的热化学方程式为：
 
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（3）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容．如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为：（x+1）S2-═SxS2-+2xe-，则阴极的电极反应式是：
 
．当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为
 
（标准状况下）．
②将Na2S?9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解．其原因是（用离子反应方程式表示）：
 
．

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