Question

（6分）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 。

（2）已知（炉渣），产物Cu2S在1200℃高温下继续反应：

2Cu2S + 3 O2 2Cu2O + 2 SO2 ；2Cu2O + Cu2S 6Cu + SO2

假定各步反应都完全，完成下列计算：

①由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物质的量。

②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜？

③6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜？

 

Answer 1

（6分）

（1）82.8% （2）①CuFeS2 Cu+FeO+2SO2

② O2不足量 Cu2S+O2 2Cu+SO2 ， n（Cu）=6-2（15-14.25）= 4.5 (mol)

③O2过量 2Cu2S+3O2 → 2Cu2O+2SO2 ，n（Cu）=6（）=3 (mol)

【解析】

试题分析：（1）12.5g黄铜样品中含CuFeS2的质量为3.6g÷（32g/mol×2）×184g/mol=10.35g, 矿样中CuFeS2含量为10.35g/12.5g×100%=82.8% 。

（2）①设消耗O2的物质的量为x

2CuFeS2 +5O2→2Cu+2FeO+4SO2

2mol 5mol 2mol

6 mol x

2mol:6mol=5mol:x ,解得x=15mol

答消耗O2的物质的量15。

②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应，氧气不足，

2CuFeS2 +4O2→Cu2S+2FeO+3SO2

2mol 4mol 1mol

6mol 12mol 3mol

氧气乘余14.25mol-12mol=2.25mol

设生成Cu ymol由2Cu2S + 3 O2 2Cu2O + 2 SO2 ；2Cu2O + Cu2S 6Cu + SO2知

Cu2S+O2=2Cu+SO2

1mol 2mol

2.25mol y

1:2.25=2:y 解得y＝4.5mol

答：理论上可得到4.5mol铜？

③6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反应，氧氧过量，在第一步反应后氧气乘余

15.75mol-12mol＝3.75mol

2Cu2S + 3 O2 2Cu2O + 2 SO2

2mol 3mol

2.5mol 3.75mol

乘余Cu2S 的物质的量3mol-2.5mol=0.5mol

设理论上可得到zmol铜？

2Cu2O + Cu2S 6Cu + SO2

1mol 6mol

0.5mol zmol

1mol:0.5mol=6mol:zmol ,解得z=3mol ，

答：理论上可得到3摩尔铜？

考点：质量分数，通过黄铜矿进行关于氧化还原反应方程的计算