Question

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）孔雀石和石青分别与过量的盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸与生成的CO₂的质量比为36.5：11，石青则为109.5：44．请推算它们的化学组成：孔雀石

 

；石青

 

．
（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量的盐酸，生成CO₂6.6g，加热另一份样品使其完全分解，得到CuO20g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的质量比为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据反应的化学方程式，分别利用孔雀石耗用的盐酸与生成的CO₂的质量比为36.5：11、石青则为109.5：44，计算出化学组成可表示为xCuCO₃?yCu（OH）₂中x、y的比，再根据x、y为正整数且x≤2，y≤2的限制条件，推断出两物质的化学组成；
（2）根据两物质分别与过量盐酸反应所生成二氧化碳的质量、加热完全分解时生成氧化铜的质量，通过假设两物质的质量，利用反应的化学方程式，建立两物质质量与生成二氧化碳和氧化铜质量的关系式，计算出两物质的质量比．

解答：解：（1）根据反应的化学方程式，反应中盐酸与生成二氧化碳的质量关系为
xCuCO₃?yCu（OH）₂+（2x+2y）HCl═（x+y）CuCl₂+xCO₂↑+（x+2y）H₂O
                  （2x+2y）×36.5          x×44
孔雀石耗用的盐酸与生成的CO₂的质量比为36.5：11，则

(2x+2y)×36.5

x×44

=

36.5

11

，解得x：y=1：1，
∵x、y为正整数且x≤2，y≤2
∴孔雀石的化学式可表示为CuCO₃?Cu（OH）₂；
石青耗用的盐酸与生成的CO₂的质量比为109.5：44，则

(2x+2y)×36.5

x×44

=

109.5

44

，解得x：y=2：1
∵x、y为正整数且x≤2，y≤2
∴石青的化学式可表示为2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）设孔雀石和石青的质量分别为m，n，则有
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

△   .

CuO+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
解之得m=11.1g，y=17.3g
即该混合物中孔雀石和石青的质量之比为111：173
故答案为：（1）CuCO₃?Cu（OH）₂；2CuCO₃?Cu（OH）₂；
（2）111：173．

点评：根据化学方程式可以表示反应中各物质的质量关系，由反应中一种物质的质量可计算出反应中其它物质的质量．