Question

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：x CuCO₃?y Cu（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，孔雀石耗用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（化学式）．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CO₂4.48L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 28g，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为

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：计算题

分析：（1）用孔雀石耗用的盐酸与生成的CO₂的物质的量比为4：1，计算出化学组成可表示为xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y的比，再根据x、y为正整数且x≤2，y≤2的限制条件，推断出两物质的化学组成；发生反应：xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，计算出化学组成可表示为xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y关系，再根据x、y为正整数且x≤2，y≤2的限制条件解答；
（2）设孔雀石和石青的物质的量分别为amol、bmol，根据方程式表示出生成的二氧化碳、CuO，列方程计算解答．

解答： 解：（1）根据孔雀石耗用的盐酸与生成的CO₂的物质的量比为4：1，
和化学方程式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为正整数且x≤2，y≤2，
∴孔雀石的化学式可表示为CuCO₃?Cu（OH）₂；
而石青发生反应：xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，石青耗用的盐酸与生成的CO₂的物质的量比为3：1，则（2x+2y）：x=3：1，解得x=2y，
∵x、y为正整数且x≤2，y≤2，故x=2、y=1，
∴石青的化学式可表示为2CuCO₃?Cu（OH）₂，
故答案为：CuCO₃?Cu（OH）₂；2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）设孔雀石和石青的物质的量分别为amol、bmol，则：
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
该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比=0.1mol：0.05mol=2：1，
故答案为：2：1．

点评：本题考查化学式的推断、化学反应方程式的计算，注意根据方程式进行计算解答，难度不大．