Question

1．已知氧化铜在高温下可分解为氧化亚铜，取3.76g硝酸铜强热一段时间后得到1.52g固体和NO₂、O₂的混合气体．将该混合气体用水充分吸收，对残留固体及用水吸收后剩余气体的成分的判断正确的是（　　）

选项	A	B	C	D
剩余固体	Cu（NO3）2、CuO	Cu2O、CuO	Cu2O、CuO	Cu（NO3）2、Cu2O
剩余气体	无气体剩余	氧气2.5×10-3mol	NO 2.5×10-3mol	氧气2.5×10-3mol

• A． A
• B． B
• C． C
• D． D

Answer 1

分析 3.76g硝酸铜的物质的量为$\frac{3.76g}{188g/mol}$=0.02mol，强热一段时间后得到1.52g固体和NO₂、O₂的混合气体，假设硝酸铜恰好分解得到CuO、NO₂、O₂，根据Cu元素守恒，则剩余固体质量为0.02mol×80g/mol=1.6g＞1.52g，假设硝酸铜恰好分解得到Cu₂O、NO₂、O₂，根据Cu元素守恒，则剩余固体质量为0.02mol×$\frac{1}{2}$×144g/mol=1.44g＜1.52g，故最终剩余固体为CuO、Cu₂O的混合物，设CuO为xmol，Cu₂O为ymol，根据Cu元素守恒及二者总质量列方程计算各自物质的量，根据氮元素守恒计算NO₂物质的量，进而计算O₂的物质的量，混合物通过水时，发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，若NO₂过量，过量的NO₂与水发生反应：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，结合方程式计算判断剩余气体组成及物质的量．

解答 解：3.76g硝酸铜的物质的量为$\frac{3.76g}{188g/mol}$=0.02mol，强热一段时间后得到1.52g固体和NO₂、O₂的混合气体，假设硝酸铜恰好分解得到CuO、NO₂、O₂，根据Cu元素守恒，则剩余固体质量为0.02mol×80g/mol=1.6g＞1.52g，假设硝酸铜恰好分解得到Cu₂O、NO₂、O₂，根据Cu元素守恒，则剩余固体质量为0.02mol×$\frac{1}{2}$×144g/mol=1.44g＜1.52g，故最终剩余固体为CuO、Cu₂O的混合物，
设CuO为xmol，Cu₂O为ymol，根据Cu元素守恒及二者总质量，则：
x+2y=0.02
80x+144y=1.52
联立方程解得：x=0.01，y=0.005
混合气体总质量为3.76g-1.52g=2.24g，根据氮元素守恒可知，NO₂的物质的量为0.04mol，则氧气质量为2.24g-0.04mol×46g/mol=0.4g，氧气物质的量为$\frac{0.4g}{32g/mol}$=0.0125mol，
由4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，可知氧气完全反应需要二氧化氮为0.0125mol×4=0.05mol，大于0.04mol，故氧气有剩余，则参加反应的氧气为0.04mol×$\frac{1}{4}$=0.01mol，故剩余氧气为0.0125mol-0.01mol=0.0025mol=2.5×10^-3mol，
故选B．

点评 本题考查混合物计算，关键是利用假设法确定残留固体的成分，是对学生综合能力的考查，难度中等．