题目内容

19.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)已知孔雀石的化学组成为CuCO3•Cu(OH)2,1mol孔雀石与过量盐酸反应时,孔雀石耗用的HCl的物质的量为4mol,生成的CO2的物质的量为1mol;
(2)石青与过量盐酸反应时,石青耗用的HCl的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为3:1,通过计算推算石青的化学组成;
(3)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.

分析 (1)发生反应:CuCO3•Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O,根据反应的化学方程式进行计算;
(2)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;
(3)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)CuCO3•Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O
           1            4           1
           1mol        n(HCl)      n(CO2)
所以,n(HCl)=$\frac{1mol×4}{1}$=4mol,
 n(CO2)=$\frac{1mol×1}{1}$=1mol,
故答案为:4;1;
(2)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,
由于x、y为正整数且x≤2,y≤2,故x=2、y=1,
则石青的化学式可表示为:2CuCO3•Cu(OH)2,
答:石青的化学组成为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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO2↑+H2O
1mol              160g
amol             160ag              
2CuCO3•Cu(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+2CO2↑+H2O
1mol               240
bmol               240bg
则:a+2b=$\frac{3.36}{22.4}$、160a+240b=20,联立解得: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:该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比为1:1.

点评 本题考查复杂化学式的推断、化学反应方程式的计算,题目难度中等,注意根据方程式进行计算的方法,明确复杂化学式的确定方法,试题计算量较大,充分培养了学生的分析能力及化学计算能力.

练习册系列答案
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5.Ⅰ.某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下系列实验.
【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示.

实验步骤:
①先连接好装置,检验气密性,加入试剂;
②加热A试管直到B中品红褪色,熄灭酒精灯;
③将Cu丝上提离开液面.
(1)装置A中发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
(2)熄灭酒精灯后,因为有导管D的存在,B中的液体不会倒吸,其原因是试管A中气体压强减小,空气从D导管中进入试管A中.
(3)拆除装置前,不需打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是从D导管口向试管A中通入大量的空气.
Ⅱ.饱和的NaHSO3溶液可以与醛发生加成反应,生成水溶性的α-羟基磺酸钠.发生的反应为:R-CHO+NaHSO3═R-CH(OH)SO3Na反应是可逆的,在通常条件下有70%-90%向正反应方向转化.
(4)利用Ⅰ中装置制取少量NaHSO3溶液,应采取措施,将装置进行部分改变.这种措施是:将B和C的位置对调;确认有NaHSO3生成的现象是品红溶液褪色.
(5)若溴苯中混有杂质乙醛,欲将此杂质除去,可采用的试剂是饱和的NaHSO3溶液,其分离的方法是分液.
(6)若在CH3CH2CH(OH)SO3Na 水溶液中加入足量稀硫酸,有机物转化为CH3CH2CHO,请设计实验检验该有机物:取适量反应后的溶液于干净的试管中,加入过量的氢氧化钠溶液中和过量的硫酸并使溶液呈碱性,向试管中加入1mL新制的Cu(OH)2悬浊液,用酒精灯加热至沸腾,若出现砖红色沉淀,则证明反应后溶液中有CH3CH2CHO.

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