题目内容

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.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 3.36L(标准状况下);加热另一份样品使其完全分解,得到CuO 20g,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.
考点:铜金属及其重要化合物的主要性质,化学方程式的有关计算
专题:
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
则a+2b=
3.36L
22.4L/mol
,160ag+240bg=20g,
解之得a=0.05,b=0.05
该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比=0.05mol:0.05mol=1:1,
答:孔雀石和石青的物质的量之比为1:1.
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,题目难度中等,侧重于考查学生的分析能力和计算能力.
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