Question

工業(yè)上由黃銅礦（主要成分CuFeS₂）冶煉銅的主要流程如下：

（1）焙砂含Cu量為20%～50%．轉(zhuǎn)爐中，將焙砂加熔劑（石英砂）在1200℃左右吹入空氣進(jìn)行吹煉．焙砂中的Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

、

 

；
（2）假定各步反應(yīng)都完全，完成下列計算：
①由6mol CuFeS₂生成6mol Cu，求消耗O₂的物質(zhì)的量

 

mol；
②6mol CuFeS₂和14.25mol O₂反應(yīng)，理論上可得到

 

molCu．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題

分析：由流程可知，黃銅礦加入石英砂通入空氣焙燒，可生成Cu₂S、CuO，繼續(xù)加入石英砂通入空氣焙燒，生成Cu₂O、Cu，生成氣體A為二氧化硫，熔渣B為FeO等，Cu₂O、Cu與鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到粗通，電解可得到精銅，
（1）Cu₂S被氧化成Cu₂O和二氧化硫氣體，生成的Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成銅和二氧化硫；
（2）①由反應(yīng)可知，最終CuFeS₂與O₂反應(yīng)的最終成為FeO、Cu、SO₂，根據(jù)原子守恒計算n（FeO）、n（SO₂），根據(jù)O原子守恒可知2n（O₂）=n（FeO）+n（SO₂）；
②根據(jù)方程式計算6mol CuFeS₂消耗O₂的物質(zhì)的量、生成Cu₂S的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算剩余O₂的物質(zhì)的量．根據(jù)2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂計算反應(yīng)的Cu₂S的物質(zhì)的量、生成Cu₂O的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算剩余Cu₂S的物質(zhì)的量，再根據(jù)2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂進(jìn)行過量計算．

解答： 解：由流程可知，黃銅礦加入石英砂通入空氣焙燒，可生成Cu₂S、CuO，繼續(xù)加入石英砂通入空氣焙燒，生成Cu₂O、Cu，生成氣體A為二氧化硫，熔渣B為FeO等，Cu₂O、Cu與鋁在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到粗通，電解可得到精銅，
（1）Cu₂S被氧化成Cu₂O和二氧化硫氣體，反應(yīng)的方程式為2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂，生成的Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成銅和二氧化硫，反應(yīng)的方程式為2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂，
故答案為：2Cu₂S+3O₂

高溫  .

2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂；
（2）①由反應(yīng)可知，最終CuFeS₂與O₂反應(yīng)的最終成為FeO、Cu、SO₂，根據(jù)原子守恒n（FeO）=n（CuFeS₂）=6mol，n（SO₂）=2n（CuFeS₂）=mol，根據(jù)O原子守恒可知2n（O₂）=n（FeO）+2n（SO₂）=6mol+12mol×2，故n（O₂）=15mol，
故答案為：15；
②2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+3SO₂+2FeO
  6mol   12mol 3mol
故剩余氧氣為14.25mol-12mol=2.25mol，生成Cu₂S為3mol，
2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂；
3mol  4.5mol
故氧氣不足，故氧氣完全反應(yīng)，生成Cu₂O為2.25mol×

2

3

=1.5mol，剩余Cu₂S為3mol-1.5mol=1.5mol，
  2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂；
1.5mol 0.75mol
故氧化亞銅完全反應(yīng)，生成銅1.5mol×

6

2

=4.5mol，
故答案為：4.5．

點(diǎn)評：本題考查了元素化合物的性質(zhì)，綜合考查運(yùn)用知識遷移方法解決問題的能力，考查混合物的有關(guān)計算，題目過程復(fù)雜，計算量很大，為易錯題目，對學(xué)生的心理素質(zhì)有較高的要求，注意原子守恒計算與過量計算．