Question

用黃銅礦煉銅某工藝過(guò)程可用如圖表示，試回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：

 

，配平總的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

CuFeS₂+

 

SiO₂

 

O₂→

 

Cu+

 

FeSiO₃ +

 

SO₂ ．
（2）為讓反應(yīng)②充分進(jìn)行，若不考慮物料損失，Cu₂S轉(zhuǎn)化為Cu₂O的最佳轉(zhuǎn)化率為

 

，反應(yīng)②中每生成1molCu，需轉(zhuǎn)移

 

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

 

；此法中若超過(guò)控制溫度，則此上述處理后膽礬產(chǎn)量降低，其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：根據(jù)流程圖知，反應(yīng)①為2CuFeS₂+O₂

△   .

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

△   .

2Cu₂O+2SO₂，Cu₂O、Cu₂S反應(yīng)生成Cu，反應(yīng)方程式為2Cu₂O+Cu₂S

△   .

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

△   .

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

△   .

FeSiO₃；
（1）CuFeS₂+SiO₂+O₂→Cu+FeSiO₃ +SO₂ 中S元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?4價(jià)、O元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，Cu元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為24，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒再結(jié)合原子守恒配平方程式；
（2）根據(jù)2Cu₂O+Cu₂S

△   .

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

2

3

生成Cu₂O；根據(jù)Cu和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（3）以精CuFeS₂礦為原料在沸騰爐中和O₂（空氣）反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率越小，單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量越少，可以通過(guò)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(zhì)．

解答： 解：根據(jù)流程圖知，反應(yīng)①為2CuFeS₂+O₂

△   .

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

△   .

2Cu₂O+2SO₂，Cu₂O、Cu₂S反應(yīng)生成Cu，反應(yīng)方程式為2Cu₂O+Cu₂S

△   .

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

△   .

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

△   .

FeSiO₃；
（1）通過(guò)以上分析知反應(yīng)①為2CuFeS₂+O₂

△   .

Cu₂S+2FeS+SO₂，
CuFeS₂+SiO₂+O₂→Cu+FeSiO₃ +SO₂ 中S元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?4價(jià)、O元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，Cu元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為24，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒再結(jié)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(jù)2Cu₂O+Cu₂S

△   .

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

2

3

生成Cu₂O，所以Cu₂S轉(zhuǎn)化為Cu₂O的最佳轉(zhuǎn)化率為66.7%；
根據(jù)2Cu₂O+Cu₂S

△   .

6Cu+SO₂↑Cu和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)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(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率越小，單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量越少，所以可以通過(guò)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(zhì)，從而導(dǎo)致膽礬的產(chǎn)量降低，
故答案為：控制加入CuFeS₂的速度（原因：CuFeS₂與O₂反應(yīng)放熱）；生成的CuSO₄發(fā)生了分解生成銅的其它化合物．

點(diǎn)評(píng)：本題制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生整體分析、推斷及知識(shí)運(yùn)用能力，涉及氧化還原反應(yīng)配平、計(jì)算、反應(yīng)速率影響因素等知識(shí)點(diǎn)，明確流程圖中每一步發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．