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(xué)組成可表示為：x CuCO₃?y Cu（OH）₂（x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2）．
（1）孔雀石和石青分別與過量鹽酸反應(yīng)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(xué)組成（化學(xué)式）．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CO₂4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；加熱另一份樣品使其完全分解，得到CuO 28g，試通過計算確定該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：計算題

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(xué)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(xué)組成；發(fā)生反應(yīng)：xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，計算出化學(xué)組成可表示為xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y關(guān)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(shè)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(xué)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(xué)式可表示為CuCO₃?Cu（OH）₂；
而石青發(fā)生反應(yīng)：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(xué)式可表示為2CuCO₃?Cu（OH）₂，
故答案為：CuCO₃?Cu（OH）₂；2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）設(shè)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
所以

a+2b= 4.48L 22.4L/mol 160a+240b= 28g

，解之得a=0.1，b=0.05
該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比=0.1mol：0.05mol=2：1，
故答案為：2：1．

點評：本題考查化學(xué)式的推斷、化學(xué)反應(yīng)方程式的計算，注意根據(jù)方程式進(jìn)行計算解答，難度不大．