Question

5．自然界存在的碳酸鹽類銅礦（如孔雀石、石青等）的化學式可表示為aCuCO₃•bCu（OH）₂（a、b均為正整數(shù)，且均不大于2）
（1）已知孔雀石中C元素與O元素的質(zhì)量比為3：20，則其化學式為CuCO₃•Cu（OH）₂
（2）已知石青用足量鹽酸溶解后，生成的CuCl₂與CO₂的物質(zhì)的量之比為3：2，則其化學式為2CuCO₃•Cu（OH）₂
（3）某碳酸鹽類銅礦樣品加酸完全溶解后，產(chǎn)生13.2gCO₂，若將相同質(zhì)量的礦樣加熱使其完全分解，請對可能得到的CuO的質(zhì)量進行估算．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)孔雀石中碳元素和氧元素的質(zhì)量比確定其原子個數(shù)比也就是物質(zhì)的量之比，根據(jù)假設(shè)的化學式中碳氧物質(zhì)的量比求算；
（2）根據(jù)CuCl₂與CO₂的物質(zhì)的量之比求算其化學式；
（3）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量，結(jié)合對應(yīng)的氫氧化銅系數(shù)最大和最小確定氧化銅的質(zhì)量．

解答 解：
（1）設(shè)孔雀石的化學式為aCuCO₃•bCu（OH）₂．
C元素與O元素的質(zhì)量比為3：20
則碳元素和氧元素的物質(zhì)的量之比為$\frac{3}{12}$：$\frac{20}{16}$=1：5=a：（3a+2b）
則a：b=1：1
則孔雀石的化學式為CuCO₃•Cu（OH）₂．
（2）設(shè)石青的化學式為aCuCO₃•bCu（OH）₂．
根據(jù)化學式和元素守恒可得
生成的CuCl₂與CO₂的物質(zhì)的量之比=（a+b）：a=3：2
a：b=2：1
則石青的化學式為2CuCO₃•Cu（OH）₂．
（3）等質(zhì)量的二氧化碳時．設(shè)生成的氧化銅的質(zhì)量為x．
因為a、b均為正整數(shù)，且均不大于2，所以：
若為CuCO₃•2Cu（OH）₂則得到的氧化銅質(zhì)量最大
由關(guān)系式CO₂-----------3CuO
               44               240
               13.2g            x
$\frac{44}{240}$=$\frac{13.2g}{x}$
x=72g
若為2CuCO₃•Cu（OH）₂則得到的氧化銅質(zhì)量最小
由關(guān)系式2CO₂-----------3CuO
              88                  240
               13.2g            x
$\frac{88}{240}$=$\frac{13.2g}{x}$
x=36g
可能得到的CuO的質(zhì)量≥36g且≤72g
答：（1）已知孔雀石中C元素與O元素的質(zhì)量比為3：20，則其化學式為 CuCO₃•Cu（OH）₂
（2）已知石青用足量鹽酸溶解后，生成的CuCl₂與CO₂的物質(zhì)的量之比為3：2，則其化學式為 2CuCO₃•Cu（OH）₂
（3）某碳酸鹽類銅礦樣品加酸完全溶解后，產(chǎn)生13.2gCO₂，若將相同質(zhì)量的礦樣加熱使其完全分解，得到的CuO的質(zhì)量≥36g且≤72g．

點評 根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，同時大膽進行假設(shè)，結(jié)合關(guān)系式法進行計算，而不是根據(jù)化學方程式計算，否則過程太麻煩，涉及的化學方程式太多，當然也不便于配平．