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）
已知產物Cu₂S在1200℃高溫下能繼續(xù)反應：
Cu₂S+O₂→Cu₂O+SO₂      Cu₂O+Cu₂S→Cu+SO₂
假定各步反應都完全，CuFeS₂物質的量為2mol，O₂的物質的量為a mol，請?zhí)顚懴铝斜砀裰校?）（2）（3）（4）空格內所表示的相關內容：

序號	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	CuFeS2 Cu2S	（2）	Cu Cu2S	Cu	Cu Cu2O
物質的量 分別是多少	（1）					（4）

（1）

 

（2）

 

（3）

 

（4）

 

．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算,化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：根據化合價變化相等配平后的反應為：2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO可知，當a＜4mol時，氧氣不足，則CuFeS₂有剩余，殘留固體中含銅物質為CuFeS₂和Cu₂S，根據反應計算出 其物質的量；    
（2）當a=4mol時，CuFeS₂和O₂恰好反應：2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

800℃

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

15

6

=5mol，殘留固體中含銅物質只有Cu，據此判斷殘留固體中含銅物質為Cu、Cu₂S時a的范圍；                            
（4）根據反應2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

11

4

=5.5mol時，CuFeS₂和O₂恰好反應生成Cu₂O，根據反應方程式計算出n（Cu₂O）．

解答： 解：根據化合價變化相等配平后的反應為：2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

800℃

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

1

4

=0.25a mol，根據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a=4mol時，CuFeS₂和O₂恰好反應：2CuFeS₂+4O₂

800℃

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

800℃

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

15

6

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

800℃

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

11

4

=5.5mol時，CuFeS₂和O₂恰好反應生成Cu₂O，根據質量守恒可得n（Cu₂O）=1mol，
故答案為：n（Cu₂O）=1mol．

點評：本題考查了反應物過量的計算，題目難度較大，解答關鍵是根據分步反應正確書寫總反應、然后根據反應物的量判斷產物組成，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力．