Question

孔雀石和石青是自然界存在的兩種碳酸鹽類銅礦，它們的化學組成可表示為：xCuCO₃?yCu（OH）₂（x、y為正整數(shù)且且x≤2，y≤2）
（1）孔雀石和石青分別與過量鹽酸反應時，孔雀石耗用的鹽酸的物質(zhì)的量與生成的CO₂的物質(zhì)的量之比為4：1；石青則為3：1．請推算它們的化學組成．孔雀石：

 

；石青：

 

．
（2）現(xiàn)有孔雀石和石青混合樣品，取兩份等質(zhì)量的樣品，在一份中加入過量鹽酸，生成CO₂ 3.36L（標準狀況下）；加熱另一份樣品使其完全分解，得到CuO 20g，試通過計算確定該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比．

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),化學方程式的有關計算

專題：

分析：（1）用孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的物質(zhì)的量比為4：1，計算出化學組成可表示為xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y的比，再根據(jù)x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2的限制條件，推斷出兩物質(zhì)的化學組成；發(fā)生反應：xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，計算出化學組成可表示為xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y關系，再根據(jù)x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2的限制條件解答；
（2）設孔雀石和石青的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)方程式表示出生成的二氧化碳、CuO，列方程計算解答．

解答： 解：（1）根據(jù)孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的物質(zhì)的量比為4：1，
和化學方程式xCuCO₃?yCu（OH）₂+2（x+y）HCl→（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O
可知：2（x+y）：x=4：1，可得x：y=1：1，
∵x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2，
∴孔雀石的化學式可表示為CuCO₃?Cu（OH）₂；
而石青發(fā)生反應：xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，石青耗用的鹽酸與生成的CO₂的物質(zhì)的量比為3：1，則（2x+2y）：x=3：1，解得x=2y，
∵x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2，故x=2、y=1，
∴石青的化學式可表示為2CuCO₃?Cu（OH）₂，
故答案為：CuCO₃?Cu（OH）₂；2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）設孔雀石和石青的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，則：
CuCO₃?Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O
1                           1
amol                       amol
2CuCO₃?Cu（OH）₂+6HCl═3CuCl₂+2CO₂↑+4H₂O
1                            2
bmol                        2bmol
CuCO₃?Cu（OH）₂

△   .

2CuO+CO₂↑+H₂O
1mol              160g
amol              160ag
2CuCO₃?Cu（OH）₂

△   .

3CuO+2CO₂↑+H₂O
1mol               240
bmol              240bg
則a+2b=

3.36L

22.4L/mol

，160ag+240bg=20g，
解之得a=0.05，b=0.05
該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比=0.05mol：0.05mol=1：1，
答：孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比為1：1．

點評：本題考查化學式的推斷、化學反應方程式的計算，注意根據(jù)方程式進行計算解答，題目難度中等，側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力．