Question

（2004?上海）黄铜矿（主要成分CuFeS₂）是提取铜的主要原料
（1）取12.5g黄铜矿样品，经测定含3.60g硫（杂质不含硫），矿样中CuFeS₂含量为

82.8%

；
（2）已知2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（炉渣）产物Cu₂S在1200℃高温下继续反应：2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂；
假定各步反应都完全，完成下列计算：
①由6mol CuFeS₂生成6mol Cu，求消耗O₂的物质的量

15mol

；
②6mol CuFeS₂和14.25mol O₂反应，理论上可得到

4.5

摩尔铜；
③6mol CuFeS₂和15.75mol O₂反应，理论上可得到

3

摩尔铜．

Answer 1

分析：（1）m（样品）×ω（CuFeS₂）×CuFeS₂中S元素的质量分数=m（S）；
（2）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）；
②③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．

解答：解：（1）12.5g×ω（CuFeS₂）×

64

64+56+64

=3.6g，解得ω（CuFeS₂）=82.8%，
故答案为：82.8%；
（2）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；
②2CuFeS₂+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；
③2CuFeS₂+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，
故答案为：3．

点评：本题考查混合物的有关计算，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．