Question

用黃銅礦煉銅某工藝過程可用如圖表示，試回答下列問題：

（1）寫出反應①的化學方程式：

 

，配平總的化學反應方程式：

 

CuFeS₂+

 

SiO₂

 

O₂→

 

Cu+

 

FeSiO₃ +

 

SO₂ ．
（2）為讓反應②充分進行，若不考慮物料損失，Cu₂S轉化為Cu₂O的最佳轉化率為

 

，反應②中每生成1molCu，需轉移

 

mol電子．
（3）若以精CuFeS₂礦為原料在沸騰爐中和O₂（空氣）反應，控制溫度為600℃～620℃，可生成CuSO₄ 和Fe₂O₃ ，冷卻后經過溶解，除鐵、結晶，得到膽礬繼而精煉銅，此法中控制反應溫度的辦法是

 

；此法中若超過控制溫度，則此上述處理后膽礬產量降低，其原因是

 

．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：

分析：根據流程圖知，反應①為2CuFeS₂+O₂

△   .

Cu₂S+2FeS+SO₂，從而得到Cu₂S、FeS，Cu₂S被氧氣氧化生成Cu₂O，同時生成SO₂，發(fā)生反應2Cu₂S+3O₂

△   .

2Cu₂O+2SO₂，Cu₂O、Cu₂S反應生成Cu，反應方程式為2Cu₂O+Cu₂S

△   .

6Cu+SO₂↑；
FeS和氧氣反應生成FeO，反應方程式為2FeS+3O₂

△   .

2FeO+2SO₂↑，F(xiàn)eO和二氧化硅反應生成硅酸亞鐵，反應方程式為FeO+SiO₂

△   .

FeSiO₃；
（1）CuFeS₂+SiO₂+O₂→Cu+FeSiO₃ +SO₂ 中S元素化合價由-2價變?yōu)?4價、O元素化合價由0價變?yōu)?2價，Cu元素化合價由+2價變?yōu)?價，轉移電子數為24，根據轉移電子守恒再結合原子守恒配平方程式；
（2）根據2Cu₂O+Cu₂S

△   .

6Cu+SO₂↑知，Cu₂O、Cu₂S的物質的量之比是2：1，根據Cu原子守恒知，要使Cu₂O、Cu₂S恰好完全反應，Cu₂S中有

2

3

生成Cu₂O；根據Cu和轉移電子之間的關系式計算；
（3）以精CuFeS₂礦為原料在沸騰爐中和O₂（空氣）反應為放熱反應，反應速率越小，單位時間內放出的熱量越少，可以通過控制加入CuFeS₂的速率控制溫度；溫度越高，膽礬分解生成硫酸銅，硫酸銅分解生成其它物質．

解答： 解：根據流程圖知，反應①為2CuFeS₂+O₂

△   .

Cu₂S+2FeS+SO₂，從而得到Cu₂S、FeS，Cu₂S被氧氣氧化生成Cu₂O，同時生成SO₂，發(fā)生反應2Cu₂S+3O₂

△   .

2Cu₂O+2SO₂，Cu₂O、Cu₂S反應生成Cu，反應方程式為2Cu₂O+Cu₂S

△   .

6Cu+SO₂↑；
FeS和氧氣反應生成FeO，反應方程式為2FeS+3O₂

△   .

2FeO+2SO₂↑，F(xiàn)eO和二氧化硅反應生成硅酸亞鐵，反應方程式為FeO+SiO₂

△   .

FeSiO₃；
（1）通過以上分析知反應①為2CuFeS₂+O₂

△   .

Cu₂S+2FeS+SO₂，
CuFeS₂+SiO₂+O₂→Cu+FeSiO₃ +SO₂ 中S元素化合價由-2價變?yōu)?4價、O元素化合價由0價變?yōu)?2價，Cu元素化合價由+2價變?yōu)?價，轉移電子數為24，根據轉移電子守恒再結合原子守恒配平方程式為2CuFeS₂+2SiO₂+5O₂=2Cu+2FeSiO₃ +4SO₂ ，
故答案為：2CuFeS₂+O₂

△   .

Cu₂S+2FeS+SO₂；2；2；5；2；2；4；
（2）根據2Cu₂O+Cu₂S

△   .

6Cu+SO₂↑知，Cu₂O、Cu₂S的物質的量之比是2：1，根據Cu原子守恒知，要使Cu₂O、Cu₂S恰好完全反應，Cu₂S中有

2

3

生成Cu₂O，所以Cu₂S轉化為Cu₂O的最佳轉化率為66.7%；
根據2Cu₂O+Cu₂S

△   .

6Cu+SO₂↑Cu和轉移電子之間的關系式得轉移電子物質的量=1mol×6×（1-0）=6mol，
故答案為：66.7%；6；
（3）以精CuFeS₂礦為原料在沸騰爐中和O₂（空氣）反應為放熱反應，反應速率越小，單位時間內放出的熱量越少，所以可以通過控制加入CuFeS₂的速率控制溫度；溫度越高，膽礬分解生成硫酸銅，硫酸銅分解生成其它物質，從而導致膽礬的產量降低，
故答案為：控制加入CuFeS₂的速度（原因：CuFeS₂與O₂反應放熱）；生成的CuSO₄發(fā)生了分解生成銅的其它化合物．

點評：本題制備實驗方案設計，側重考查學生整體分析、推斷及知識運用能力，涉及氧化還原反應配平、計算、反應速率影響因素等知識點，明確流程圖中每一步發(fā)生的反應，題目難度中等．