Question

19．孔雀石和石青是自然界存在的兩種碳酸鹽類銅礦，它們的化學組成可表示為：xCuCO₃•yCu（OH）₂（x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2）．
（1）已知孔雀石的化學組成為CuCO₃•Cu（OH）₂，1mol孔雀石與過量鹽酸反應時，孔雀石耗用的HCl的物質的量為4mol，生成的CO₂的物質的量為1mol；
（2）石青與過量鹽酸反應時，石青耗用的HCl的物質的量與生成的CO₂的物質的量之比為3：1，通過計算推算石青的化學組成；
（3）現(xiàn)有孔雀石和石青混合樣品，取兩份等質量的樣品，在一份中加入過量鹽酸，生成CO₂ 3.36L（標準狀況下），加熱另一份樣品使其完全分解，得到CuO 20g，試通過計算確定該混合物中孔雀石和石青的物質的量之比．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應：CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，根據(jù)反應的化學方程式進行計算；
（2）發(fā)生反應：xCuCO₃•yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O，計算出化學組成可表示為xCuCO₃•yCu（OH）₂中x、y關系，再根據(jù)x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2的限制條件解答；
（3）設孔雀石和石青的物質的量分別為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，
故答案為：4；1；
（2）發(fā)生反應：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的物質的量比為3：1，則（2x+2y）：x=3：1，解得x=2y，
由于x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2，故x=2、y=1，
則石青的化學式可表示為：2CuCO₃•Cu（OH）₂，
答：石青的化學組成為2CuCO₃•Cu（OH）₂；
（2）設孔雀石和石青的物質的量分別為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{3.36}{22.4}$、160a+240b=20，聯(lián)立解得：a=0.05、b=0.05，
該混合物中孔雀石和石青的物質的量之比=0.05mol：0.05mol=1：1，
答：該混合物中孔雀石和石青的物質的量之比為1：1．

點評 本題考查復雜化學式的推斷、化學反應方程式的計算，題目難度中等，注意根據(jù)方程式進行計算的方法，明確復雜化學式的確定方法，試題計算量較大，充分培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．