Question

磷酸氧铜[Cu_xO_y（PO₄）z]可作为锂/磷酸氧铜电池正极的活性物质．某化学兴趣小组为测定磷酸氧铜的组成，进行如下操作：
①准确称取上述46.2g磷酸氧铜样品（假设不含杂质）使其完全溶于一定量盐酸中，并加水配成100mL蓝色溶液A；
②用滴定管准确量取20.00mL蓝色溶液A，逐滴加入氢氧化钠溶液，至恰好完全沉淀，过滤、洗涤，将所得沉淀灼烧使其恰好全部转化为黑色氧化物，冷却后称得残留固体质量为6.40g；
③将滤液和洗涤液合并，加入足量CaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、烘干得6.20g沉淀．
（1）计算46.2g磷酸氧铜样品中Cu²⁺、PO₄^3-的物质的量（写出计算过程）．
（2）通过计算确定磷酸氧铜的化学式（写出计算过程）．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,复杂化学式的确定

专题：计算题

分析：（1）根据②中氧化铜的质量计算出其物质的量，再根据质量守恒计算出46.2g磷酸氧铜中含有铜离子的物质的量；根据③中生成的磷酸钙沉淀质量计算出磷酸根离子的物质的量，再根据质量守恒计算出46.2g磷酸氧铜中含有PO₄^3-的物质的量；
（2）根据总质量、铜离子、磷酸根离子的量计算出O离子的物质的量，再根据x：y：z确定磷酸氧铜的化学式．

解答： 解：（1）②中黑色氧化物为CuO，其物质的量为：

6.4g

80g/mol

=0.08mol，根据质量守恒可知，46.2g磷酸氧铜中含有铜离子的物质的量为：0.08mol×

100mL

20mL

=0.4mol；
③中6.20g沉淀为磷酸钙，其物质的量为：

6.20g

310g/mol

=0.02mol，则46.2g磷酸氧铜中含有PO₄^3-的物质的量为：0.02mol×2×

100mL

20mL

=0.2mol，
答：46.2g磷酸氧铜样品中含有Cu²⁺0.4mol、PO₄^3-0.2mol；
（2）46.2g磷酸氧铜[Cu_xO_y（PO₄）z]含有0.4molCu²⁺、0.2molPO₄^3-，
则含有氧离子的物质的量为：

46.2g-64g/mol×0.4mol-95g/mol×0.2mol

16g/mol

=0.1mol，则x：y：z=0.4mol：0.1mol：0.2mol=4：1：2，
则磷酸氧铜的化学式为：Cu₄O（PO₄）₂，
答：磷酸氧铜的化学式为Cu₄O（PO₄）₂．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意质量守恒在化学计算中的应用，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．