Question

用黄铜矿（主要成分是CuFeS₂）炼制粗铜主要有三个阶段：①将黄铜矿的精矿送入沸腾炉，在923～1073K条件下通空气进行焙烧，得到焙砂（主要成分是Cu₂S、FeS）和废气；　②将焙砂送入反射炉进行高温熔炼制成冰铜（冰铜可看作由Cu₂S和FeS组成）；　③将冰铜送入转炉并在高温下吹入空气，在此阶段，Cu₂S先变为Cu₂O，Cu₂O再与Cu₂S反应生成Cu，FeS变为FeO．试回答下列问题：
（1）为防止污染环境，沸腾炉和转炉产生的废气用于制取______
（2）为加快黄铜矿的焙烧速率，可采取的措施有（写出两种）______
（3）写出Cu₂O与Cu₂S反应生成Cu的化学方程式______
（4）写山FeO与足量稀硝酸反应的离子方程式______
（5）从整个过程来看，CuFeS₂最终变为Cu、FeO和SO₂，则1mol CuFeS₂完全反应总共消耗标准状况下空气______L（空气中氧气所占的体积分数按20%计算）．

Answer 1

解：（1）沸腾炉和转炉产生的废气主要是二氧化硫，可以用来获得硫酸，故答案为：硫酸；
（2）增大固体接触面积，升高温度，增大空气流速即增大氧气浓度均能加快化学反应速率，故答案为：将黄铜矿粉碎，增大空气流速，升高温度等；
（3）Cu₂O与Cu₂S反应生成Cu和二氧化硫，化学方程式为：Cu₂O+2Cu₂S6Cu+SO₂↑，故答案为：Cu₂O+2Cu₂S6Cu+SO₂↑；
（4）氧化亚铁可以和硝酸反应体现了硝酸的酸性和氧化性，硝酸能将亚铁离子氧化为最高价三价铁离子，即3FeO+NO₃^-+10H⁺=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O，
故答案为：3FeO+NO₃^-+10H⁺=3Fe³⁺+NO↑+5H₂O；
（5）从整个过程来看，CuFeS₂最终变为Cu、FeO和SO₂，即2CuFeS₂+5O₂=2Cu+4SO₂+2FeO，则1molCuFeS₂完全反应消耗氧气的物质的量是2.5mol，体积是2.5mol×22.4L/mol=56L，需要空气的体积是=280L．故答案为：280．
分析：（1）沸腾炉和转炉产生的废气主要是硫的氧化物，可以获得硫酸；
（2）根据能加快化学反应速率的应因素来回答；
（3）Cu₂O与Cu₂S反应生成Cu和二氧化硫；
（4）氧化亚铁可以和硝酸反应生成盐和水，还要注意硝酸有氧化性，能将亚铁离子氧化为最高价；
（5）根据相应的化学方程式进行计算．
点评：本题考查学生金属铜以及化合物的性质，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．