Question

自然界存在的碳酸鹽類銅礦(如孔雀石、青石等)的化學(xué)組成為a CuCO₃·bCu(OH)₂(a，b為正整數(shù)，且a≤2，b≤2)．

(1)將孔雀石、青石礦樣分別加鹽酸至完全溶解，耗用鹽酸物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO₂物質(zhì)的量之比：孔雀石為4∶1，青石為3∶1，則它們的化學(xué)組成為：孔雀石________，青石________．

(2)今存有一份碳酸鹽類銅礦樣品，將其等分為A，B兩份，然后加鹽酸使A樣品完全溶解，產(chǎn)生CO₂ 3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；加熱B樣品使其完全分解，得到20g CuO．試計(jì)算并確定該礦石的化學(xué)組成．

(3)某碳酸鹽類銅礦加鹽酸完全溶解后，產(chǎn)生CO₂ 6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，這份樣品中CuO含量不低于________g．

(4)設(shè)某碳酸鹽類銅礦樣的質(zhì)量為A g，所含CuO質(zhì)量為G g．加酸完全溶解后，產(chǎn)生的CO₂體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為V L，則銅礦樣的A，V，G之間的關(guān)系式為：A＝________．

Answer 1

答案：
解析：

【解答】見巧解導(dǎo)析． 　　【巧解導(dǎo)析】本題考查碳酸鹽、Cu(OH)2的性質(zhì)以及物質(zhì)的量等概念的綜合應(yīng)用．同時(shí)考查了分析、推理、綜合、正向思維和逆向思維能力． 　　因?yàn)镃uCO3＋2HCl＝CuCl2＋H2O＋CO2↑ 　　Cu(OH)2＋2HCl＝CuCl2＋2H2O 　　aCuCO3·bCu(OH)2＋2(a＋b)HCl＝(a＋b)CuCl2＋aCO2↑＋(2b＋a)H2O，所以 　　(1)孔雀石中：＝得＝． 　　青石中：＝得＝． 　　又因?yàn)閍≤2，b≤2則 　　孔雀石的化學(xué)式為：CuCO3·Cu(OH)2， 　　青石的化學(xué)式為：2CuCO3·Cu(OH)2． 　　(2)CuCO3CuO＋CO2↑ 　　Cu(OH)2CuO＋H2O 　　n(CO2)＝＝0.15mol， 　　所以n(CuCO3)＝0.15mol， 　　n(CuO)＝＝0.25mol． 　　因?yàn)閚(CuO)＞n(CO2)，所以碳酸鹽類礦石中含有CuCO3和Cu(OH)2，且n[Cu(OH)2]＝0.25mol－0.15mol＝0.10mol． 　　則a∶b＝n(CuCO3)∶n[Cu(OH)2]＝0.15∶0.10＝3∶2． 　　因?yàn)閍≤2，b≤2，所以該礦樣為混合物，即化學(xué)組成為 　　CuCO3·Cu(OH)2和2CuCO3·Cu(OH)2的混合物． 　　(3)在a CuCO3·bCu(OH)2礦樣中，＝；的值最低時(shí)應(yīng)是a＝2，b＝1，即礦樣組成為2CuCO3·Cu(OH)2． 　　已知n(CO2)＝＝0.3mol， 　　則n(CuO)＝n(CO2)＝×0.3mol＝0.45mol， 　　則m(CuO)＝0.45mol×80g·mol－1＝36g． 　　(4)因?yàn)殂~礦樣組成為：aCuCO3·bCu(OH)2， 　　n(CuCO3)＝n(CO2)，n[Cu(OH)2]＝n(CuO)－n(CO2)． 　　銅礦樣質(zhì)量等于CuCO3的質(zhì)量與Cu(OH)2的質(zhì)量之和． 　　A＝m(CuCO3)＋m[Cu(OH)2] 　�。�124×＋98(－) 　　或A＝＋．

提示：

【巧解點(diǎn)悟】解答本題時(shí)，應(yīng)從“物質(zhì)的量之比”入手，要從CuCO3與CO2，Cu(OH)2與CuO的關(guān)系去考慮． 　　CuCO3與Cu(OH)2分別與鹽酸反應(yīng)時(shí)，只有CuCO3產(chǎn)生CO2．當(dāng)加熱二者的混合物時(shí)，CuCO3與Cu(OH)2都會(huì)產(chǎn)生CuO． 　　碳酸鹽類礦石組成成分的確定：一是可采用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷法，二是可采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定法．本題需要采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定法，當(dāng)?shù)V石中只有CuCO3時(shí)，n(CuO)＝n(CO2)，當(dāng)?shù)V石中含有CuCO3與Cu(OH)2時(shí)，n(CuO)＞n(CO2)．　　應(yīng)用極限思維．礦樣[aCuCO3·bCu(OH)2]中，a的最大值只能為2，b的最小值只能為1；在CuCO3中，m(CuO)∶m(CuCO3)＝80∶124，在Cu(OH)2中，m(CuO)∶m[Cu(OH)2]＝80∶98．因此礦中CuCO3含量越高，CuO的含量越低．所以CuO為最小值時(shí)，礦石組成應(yīng)取CuCO3含量的最高值a＝2，Cu(OH)2的最小值b＝1．