11.孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿,它们的化学组成可表示为:
xCuCO3·yCu(OH)2(x、y为正整数且x≤2,y≤2)。
(1)孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时,孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1;石青则为3∶1。请推算它们的化学组成。
孔雀石:_____________;石青:__________________________。
(2)现有孔雀石和石青混合样品,取两份等质量的样品,在一份中加入过量盐酸,生成CO2 3.36 L(标准状况下);加热另一份样品使其完全分解,得到CuO 20 g。试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。
解析:(1)xCuCO3·yCu(OH)2+2(x+y)HCl====(x+y)CuCl2+xCO2↑+(x+2y)H2O
孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1,则有:
,解得x∶y=1∶1,孔雀石的化学组成为CuCO3·Cu(OH)2。
石青消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为3∶1,则有:
,解得x∶y=2∶1,则石青的化学组成为2CuCO3·Cu(OH)2。
(2)设该样品中孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)的物质的量为x,石青(2CuCO3·Cu(OH)2)的物质的量为y,则:
根据C元素守恒有:
x+2y=
=0.15 mol
①
根据Cu元素守恒有:
2x+3y=
=0.25 mol
②
联立①②解得x=0.05 mol,y=0.05 mol,
孔雀石和石青的物质的量之比为1∶1。
答案:(1)CuCO3·Cu(OH)22CuCO3·Cu(OH)2
(2)2∶1