Question

19．某科研小組采集到兩種銅礦標(biāo)本，經(jīng)地理老師辨認(rèn)為孔雀石和石青，老師說其化學(xué)組成均可表示為xCuCO₃•yCu（OH）₂，屬于天然碳酸鹽類銅礦．
（1）為了準(zhǔn)確測定兩種礦石的化學(xué)組成，該小組同學(xué)將兩種礦石分別與足量鹽酸反應(yīng)，孔雀石耗用的鹽酸的物質(zhì)的量與生成的CO₂的物質(zhì)的量之比為4：1；石青則為3：1．
請(qǐng)確定它們的化學(xué)組成，孔雀石：CuCO₃•Cu（OH）₂；石青：2CuCO₃•Cu（OH）₂．
（2）現(xiàn)取兩份等質(zhì)量的兩種礦石的混合物樣品，一份加入過量鹽酸，生成CO₂ 6.6g；對(duì)另一份樣品加熱使其完全分解，得到CuO 20g，則混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比為1：1．

Answer 1

分析 （1）用孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的物質(zhì)的量比為4：1，計(jì)算出化學(xué)組成可表示為xCuCO₃•yCu（OH）₂中x、y的比，再根據(jù)x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2的限制條件，推斷出兩物質(zhì)的化學(xué)組成；發(fā)生反應(yīng)：xCuCO₃•yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，計(jì)算出化學(xué)組成可表示為xCuCO₃•yCu（OH）₂中x、y關(guān)系，再根據(jù)x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2的限制條件解答；
（2）設(shè)孔雀石和石青的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)方程式表示出生成的二氧化碳、CuO，列方程計(jì)算解答．

解答 解：（1）根據(jù)孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的物質(zhì)的量比為4：1，
和化學(xué)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為正整數(shù)且x≤2，y≤2，
∴孔雀石的化學(xué)式可表示為CuCO₃•Cu（OH）₂；
而石青發(fā)生反應(yīng)：xCuCO₃•yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，石青耗用的鹽酸與生成的CO₂的物質(zhì)的量比為3：1，則（2x+2y）：x=3：1，解得x=2y，
∵x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2，故x=2、y=1，
∴石青的化學(xué)式可表示為2CuCO₃•Cu（OH）₂，
故答案為：CuCO₃•Cu（OH）₂；2CuCO₃•Cu（OH）₂；
（2）設(shè)孔雀石和石青的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，則：
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{\;\;△\;\;}}{\;}$3CuO+2CO₂↑+H₂O
1mol               240
bmol              240bg
則a+2b=$\frac{6.6g}{44g/mol}$，160ag+240bg=20g，
解之得a=0.05，b=0.05
該混合物中孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比=0.05mol：0.05mol=1：1，
答：孔雀石和石青的物質(zhì)的量之比為1：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)式的推斷、化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，注意根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算解答，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．