Question

貴溪冶煉廠冶煉銅的工藝原理為：
①2CuFeS2(黃銅礦)+4O2

800°C .

.

Cu2S+3SO2+2FeO
②2Cu2S+3O2

1200°C .

.

2Cu2O+2SO2
③2Cu2O+Cu2S

1200°C .

.

6Cu+SO2
假定各步反應(yīng)都完全，完成下列計(jì)算：
（1）由6molCuFeS₂生成6mol銅，則消耗氧氣的物質(zhì)的量為

 

；
（2）6molCuFeS₂和14.25molO₂反應(yīng)，理論上可得

 

molCu；
（3）6molCuFeS₂和15.75molO₂反應(yīng)，理論上可得

 

molCu，轉(zhuǎn)移了

 

mol電子．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（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(jì)算n（FeO）、n（SO₂），根據(jù)O原子守恒可知2n（O₂）=n（FeO）+n（SO₂）；
（2）（3）、根據(jù)方程式計(jì)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(jì)算剩余O₂的物質(zhì)的量．根據(jù)2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂計(jì)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(jì)算剩余Cu₂S的物質(zhì)的量，再根據(jù)2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂進(jìn)行過量計(jì)算；根據(jù)計(jì)算判斷（3）整個過程的產(chǎn)物，6molCuFeS₂和15.75molO₂反應(yīng)，縱觀整個過程氧氣不足（可以由二氧化硫、FeO判斷），應(yīng)生成Cu、FeO、Cu₂O、SO₂，根據(jù)S元素化合價(jià)變化計(jì)算電子轉(zhuǎn)移．

解答： 解：（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；
（2）2CuFeS₂+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；
（3）2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+3SO₂+2FeO
    6mol   12mol 3mol
故剩余氧氣為15.75mol-12mol=3.75mol，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3.75mol×

2

3

=2.5mol，剩余Cu₂S為3mol-2.5mol=0.5mol，
  2Cu₂O+Cu₂S=6Cu+SO₂；
 1mol 0.5mol
故氧化亞銅有剩余，生成銅0.5mol×6=3mol，
縱觀整個過程，6molCuFeS₂和15.75molO₂反應(yīng)，生成Cu、FeO、Cu₂O、SO₂，反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)未變化，Cu元素化合價(jià)降低為0價(jià)、+1價(jià)，O元素化合價(jià)降低為-2價(jià)，S元素化合價(jià)由-2升高為+6，故整個過程轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=6mol×2×[4-（-2）]=72mol
故答案為：3；72．

點(diǎn)評：本題考查混合物計(jì)算、氧化還原反應(yīng)計(jì)算，題目過程復(fù)雜，計(jì)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(jì)算與過量計(jì)算．