Question

（2004?上海）黃銅礦（主要成分CuFeS₂）是提取銅的主要原料
（1）取12.5g黃銅礦樣品，經測定含3.60g硫（雜質不含硫），礦樣中CuFeS₂含量為

82.8%

；
（2）已知2CuFeS₂+4O₂

800℃

Cu₂S+3SO₂+2FeO（爐渣）產物Cu₂S在1200℃高溫下繼續反應：2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂；
假定各步反應都完全，完成下列計算：
①由6mol CuFeS₂生成6mol Cu，求消耗O₂的物質的量

15mol

；
②6mol CuFeS₂和14.25mol O₂反應，理論上可得到

4.5

摩爾銅；
③6mol CuFeS₂和15.75mol O₂反應，理論上可得到

3

摩爾銅．

Answer 1

分析：（1）m（樣品）×ω（CuFeS₂）×CuFeS₂中S元素的質量分數=m（S）；
（2）①由反應可知，最終CuFeS₂與O₂反應的最終成為FeO、Cu、SO₂，根據原子守恒計算n（FeO）、n（SO₂），根據O原子守恒可知2n（O₂）=n（FeO）+n（SO₂）；
②③根據方程式計算6mol CuFeS₂消耗O₂的物質的量、生成Cu₂S的物質的量，進而計算剩余O₂的物質的量．根據2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂計算反應的Cu₂S的物質的量、生成Cu₂O的物質的量，進而計算剩余Cu₂S的物質的量，再根據2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂進行過量計算．

解答：解：（1）12.5g×ω（CuFeS₂）×

64

64+56+64

=3.6g，解得ω（CuFeS₂）=82.8%，
故答案為：82.8%；
（2）①由反應可知，最終CuFeS₂與O₂反應的最終成為FeO、Cu、SO₂，根據原子守恒n（FeO）=n（CuFeS₂）=6mol，n（SO₂）=2n（CuFeS₂）=mol，根據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，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，生成銅1.5mol×

6

2

=4.5mol，
故答案為：4.5；
③2CuFeS₂+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，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，
故答案為：3．

點評：本題考查混合物的有關計算，題目過程復雜，計算量很大，為易錯題目，對學生的心理素質有較高的要求，注意原子守恒計算與過量計算．