Question

黃銅礦（主要成分CuFeS₂）是提取銅的主要原料
已知  CuFeS₂+O₂

800℃

Cu₂S+SO₂+FeO（爐渣）
已知產(chǎn)物Cu₂S在1200℃高溫下能繼續(xù)反應(yīng)：
Cu₂S+O₂→Cu₂O+SO₂      Cu₂O+Cu₂S→Cu+SO₂
假定各步反應(yīng)都完全，CuFeS₂物質(zhì)的量為2mol，O₂的物質(zhì)的量為a mol，請(qǐng)?zhí)顚懴铝斜砀裰校?）（2）（3）（4）空格內(nèi)所表示的相關(guān)內(nèi)容：

序號(hào)	1	2	3	4	5	6
n（O2）的量		a=4	（3）			A≥5.5
殘留固體 中含銅物質(zhì)	CuFeS2 Cu2S	（2）	Cu Cu2S	Cu	Cu Cu2O
物質(zhì)的量 分別是多少	（1）					（4）

（1）

 

（2）

 

（3）

 

（4）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：根據(jù)化合價(jià)變化相等配平后的反應(yīng)為：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（爐渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂，
（1）根據(jù)反應(yīng)2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO可知，當(dāng)a＜4mol時(shí)，氧氣不足，則CuFeS₂有剩余，殘留固體中含銅物質(zhì)為CuFeS₂和Cu₂S，根據(jù)反應(yīng)計(jì)算出 其物質(zhì)的量；    
（2）當(dāng)a=4mol時(shí)，CuFeS₂和O₂恰好反應(yīng)：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO，根據(jù)方程式判斷殘留固體中含銅物質(zhì)；
（3）根據(jù)反應(yīng)2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（爐渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂可得總反應(yīng)：6CuFeS₂+15O₂=6Cu+12SO₂+6FeO，當(dāng)a=2mol×

15

6

=5mol，殘留固體中含銅物質(zhì)只有Cu，據(jù)此判斷殘留固體中含銅物質(zhì)為Cu、Cu₂S時(shí)a的范圍；                            
（4）根據(jù)反應(yīng)2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

11

4

=5.5mol時(shí)，CuFeS₂和O₂恰好反應(yīng)生成Cu₂O，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算出n（Cu₂O）．

解答： 解：根據(jù)化合價(jià)變化相等配平后的反應(yīng)為：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（爐渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂，
（1）根據(jù)反應(yīng)2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO可知，當(dāng)a＜4mol時(shí)，氧氣不足，則CuFeS₂有剩余，反應(yīng)生成的Cu₂S為：amol×

1

4

=0.25a mol，根據(jù)銅原子守恒可得剩余的CuFeS₂為：2mol-0.25a mol×2=（2-0.5a）mol，
故答案為：n（CuFeS₂）=2-0.5a、n（Cu₂S）=0.25a；    
（2）當(dāng)a=4mol時(shí)，CuFeS₂和O₂恰好反應(yīng)：2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO，殘留固體中含銅物質(zhì)為Cu₂S，故答案為：Cu₂S；
（3）根據(jù)反應(yīng)2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（爐渣）、2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂可得總反應(yīng)：6CuFeS₂+15O₂=6Cu+12SO₂+6FeO，當(dāng)a=2mol×

15

6

=5mol，殘留固體中含銅物質(zhì)只有Cu，所以殘留固體中含銅物質(zhì)為Cu、Cu₂S時(shí)，4＜a＜5，
故答案為：4＜a＜5；                            
（4）根據(jù)反應(yīng)2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

11

4

=5.5mol時(shí)，CuFeS₂和O₂恰好反應(yīng)生成Cu₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒可得n（Cu₂O）=1mol，
故答案為：n（Cu₂O）=1mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了反應(yīng)物過(guò)量的計(jì)算，題目難度較大，解答關(guān)鍵是根據(jù)分步反應(yīng)正確書寫總反應(yīng)、然后根據(jù)反應(yīng)物的量判斷產(chǎn)物組成，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力．