Question

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2CuFeS₂+4O₂Cu₂S+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______；
②6mol CuFeS₂和14.25mol O₂反应，理论上可得到______摩尔铜；
③6mol CuFeS₂和15.75mol O₂反应，理论上可得到______摩尔铜．

Answer

（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．
【解析】
（1）12.5g×ω（CuFeS2）×=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×=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×=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×=2.5mol，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．