Question

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為正整數且x≤2，y≤2）
（1）孔雀石和石青分別與過量的鹽酸反應時，孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的質量比為36.5：11；石青則為109.5：44．請推算它們的化學組成．
孔雀石

 

；石青

 

；
（2）現有孔雀石和石青混合樣品，取兩份等質量的樣品，在一份中加入過量的鹽酸，生成CO₂6.6g；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質量之比為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據反應的化學方程式分別利用孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的質量比為36.5：11、石青則為109.5：44，計算出化學組成可表示為xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y的比，再根據x、y為正整數且x≤2，y≤2的限制條件，推斷出兩物質的化學組成；
（2）根據兩物質分別與過量鹽酸反應所生成二氧化碳的質量、加熱完全分解時生成氧化銅的質量，通過假設兩物質的質量，利用反應的化學方程式，建立兩物質質量與生成二氧化碳和氧化銅質量的關系式，計算出兩物質的質量比．

解答：解：（1）根據反應的化學方程式，反應中鹽酸與生成二氧化碳的質量關系為
xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O
                  （2x+2y）×36.5            x×44
孔雀石耗用的鹽酸與生成的CO₂的質量比為36.5：11，則

(2x+2y)×36.5

x×44

=

36.5

11

，
解得x：y=1：1，
∵x、y為正整數且x≤2，y≤2
∴孔雀石的化學式可表示為CuCO₃?Cu（OH）₂；
石青耗用的鹽酸與生成的CO₂的質量比為109.5：44，則

(2x+2y)×36.5

x×44

=

109.5

44

，
解得x：y=2：1
∵x、y為正整數且x≤2，y≤2
∴石青的化學式可表示為2CuCO₃?Cu（OH）₂；故答案為：CuCO₃?Cu（OH）₂；2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）設孔雀石和石青的質量分別為m，n，則有
CuCO₃?Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O
 222                         44
  m                         

44m

222

2CuCO₃?Cu（OH）₂+6HCl═3CuCl₂+2CO₂↑+4H₂O
346                           88
n                            

88n

346

CuCO₃?Cu（OH）₂

△   .

2CuO+CO₂↑+H₂O
222                 160
m                  

160m

222

2CuCO₃?Cu（OH）₂

△   .

3CuO+2CO₂↑+H₂O
346                  240
n                   

240n

346

44m

222

+

88n

346

=6.6g

160m

222

+

240n

346

=20g
解得m=11.1g，n=17.3g
即該混合物中孔雀石和石青的質量之比為11.1g：17.3g=111：173，
故答案為：111：173．

點評：本題考查化學式的推斷及化學反應方程式的計算，計算量較大，學生應明確根據化學方程式中各物質的質量關系，能利用反應中一種物質的質量可計算出反應中其它物質的質量．