Question

某工厂以精辉铜矿（主要成份为Cu₂S）为原料冶炼铜，在炼铜炉内发生如下反应（在高温条件下进行）：2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂       2Cu₂O+Cu₂S→6Cu+SO₂
（1）若生成38.4吨金属铜，需要含杂质20%的精辉铜矿多少吨？（设杂质不参加反应）
（2）若（1）中产生的二氧化硫用于生产硫酸，可生产98%的硫酸多少吨（二氧化硫转化成三氧化硫的转化率为92%，三氧化硫的吸收率为98%）？
（3）今将a mol Cu₂S 与b mol 空气（氧气约占空气体积的20%）在密闭容器中高温下发生反应，请完成下列表格：

反应后固体 的成分	Cu	Cu2S、Cu	Cu2O、Cu
b的取值范围

Answer 1

（1）设需精辉铜矿的质量为x，根据元素守恒：
Cu₂S--------2Cu
160t       128t
x?80%    38.4t
x=

160t×38.4t

128t×80%

=60t 
（2）设可生产98%的浓H₂SO₄的质量为y，根据元素守恒：
Cu₂S→2Cu------------→H₂SO₄
160  128               98
     38.4×92%×98%    y×98%
y=27.05
（3）①反应后固体全部是Cu时，则：
Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂
a    0.2y
y=5a
②反应后固体为Cu₂S、Cu时，氧气不足，则0＜b＜5a
③反应后固体为Cu₂O、Cu，氧气过量，但并没有完全反应生成Cu₂O，
根据2Cu₂S+3O₂→2Cu₂O+2SO₂       
     2     3
     a     0.2y
y=7.5a
则：5a＜b＜7.5a
故答案为：

反应后固体的成分	Cu	Cu2S、Cu	Cu2O、Cu
b的取值范围	b=5a	0＜b＜5a	5a＜b＜7.5a