Question

贵溪冶炼厂冶炼铜的工艺原理为：
①2CuFeS2(黄铜矿)+4O2

800°C .

.

Cu2S+3SO2+2FeO
②2Cu2S+3O2

1200°C .

.

2Cu2O+2SO2
③2Cu2O+Cu2S

1200°C .

.

6Cu+SO2
假定各步反应都完全，完成下列计算：
（1）由6molCuFeS₂生成6mol铜，则消耗氧气的物质的量为

 

；
（2）6molCuFeS₂和14.25molO₂反应，理论上可得

 

molCu；
（3）6molCuFeS₂和15.75molO₂反应，理论上可得

 

molCu，转移了

 

mol电子．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,氧化还原反应的电子转移数目计算

专题：计算题

分析：（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）；
（2）（3）、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；根据计算判断（3）整个过程的产物，6molCuFeS₂和15.75molO₂反应，纵观整个过程氧气不足（可以由二氧化硫、FeO判断），应生成Cu、FeO、Cu₂O、SO₂，根据S元素化合价变化计算电子转移．

解答： 解：（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；
（2）2CuFeS₂+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×

2

3

=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×

6

2

=4.5mol，
故答案为：4.5；
（3）2CuFeS₂+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

3

=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，
纵观整个过程，6molCuFeS₂和15.75molO₂反应，生成Cu、FeO、Cu₂O、SO₂，反应中Fe元素化合价未变化，Cu元素化合价降低为0价、+1价，O元素化合价降低为-2价，S元素化合价由-2升高为+6，故整个过程转移电子物质的量=6mol×2×[4-（-2）]=72mol
故答案为：3；72．

点评：本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，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．