Question

1．已知氧化銅在高溫下可分解為氧化亞銅，取3.76g硝酸銅強熱一段時間后得到1.52g固體和NO₂、O₂的混合氣體．將該混合氣體用水充分吸收，對殘留固體及用水吸收后剩余氣體的成分的判斷正確的是（　　）

選項	A	B	C	D
剩余固體	Cu（NO3）2、CuO	Cu2O、CuO	Cu2O、CuO	Cu（NO3）2、Cu2O
剩余氣體	無氣體剩余	氧氣2.5×10-3mol	NO 2.5×10-3mol	氧氣2.5×10-3mol

• A． A
• B． B
• C． C
• D． D

Answer 1

分析 3.76g硝酸銅的物質(zhì)的量為$\frac{3.76g}{188g/mol}$=0.02mol，強熱一段時間后得到1.52g固體和NO₂、O₂的混合氣體，假設(shè)硝酸銅恰好分解得到CuO、NO₂、O₂，根據(jù)Cu元素守恒，則剩余固體質(zhì)量為0.02mol×80g/mol=1.6g＞1.52g，假設(shè)硝酸銅恰好分解得到Cu₂O、NO₂、O₂，根據(jù)Cu元素守恒，則剩余固體質(zhì)量為0.02mol×$\frac{1}{2}$×144g/mol=1.44g＜1.52g，故最終剩余固體為CuO、Cu₂O的混合物，設(shè)CuO為xmol，Cu₂O為ymol，根據(jù)Cu元素守恒及二者總質(zhì)量列方程計算各自物質(zhì)的量，根據(jù)氮元素守恒計算NO₂物質(zhì)的量，進(jìn)而計算O₂的物質(zhì)的量，混合物通過水時，發(fā)生反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，若NO₂過量，過量的NO₂與水發(fā)生反應(yīng)：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，結(jié)合方程式計算判斷剩余氣體組成及物質(zhì)的量．

解答 解：3.76g硝酸銅的物質(zhì)的量為$\frac{3.76g}{188g/mol}$=0.02mol，強熱一段時間后得到1.52g固體和NO₂、O₂的混合氣體，假設(shè)硝酸銅恰好分解得到CuO、NO₂、O₂，根據(jù)Cu元素守恒，則剩余固體質(zhì)量為0.02mol×80g/mol=1.6g＞1.52g，假設(shè)硝酸銅恰好分解得到Cu₂O、NO₂、O₂，根據(jù)Cu元素守恒，則剩余固體質(zhì)量為0.02mol×$\frac{1}{2}$×144g/mol=1.44g＜1.52g，故最終剩余固體為CuO、Cu₂O的混合物，
設(shè)CuO為xmol，Cu₂O為ymol，根據(jù)Cu元素守恒及二者總質(zhì)量，則：
x+2y=0.02
80x+144y=1.52
聯(lián)立方程解得：x=0.01，y=0.005
混合氣體總質(zhì)量為3.76g-1.52g=2.24g，根據(jù)氮元素守恒可知，NO₂的物質(zhì)的量為0.04mol，則氧氣質(zhì)量為2.24g-0.04mol×46g/mol=0.4g，氧氣物質(zhì)的量為$\frac{0.4g}{32g/mol}$=0.0125mol，
由4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，可知氧氣完全反應(yīng)需要二氧化氮為0.0125mol×4=0.05mol，大于0.04mol，故氧氣有剩余，則參加反應(yīng)的氧氣為0.04mol×$\frac{1}{4}$=0.01mol，故剩余氧氣為0.0125mol-0.01mol=0.0025mol=2.5×10^-3mol，
故選B．

點評 本題考查混合物計算，關(guān)鍵是利用假設(shè)法確定殘留固體的成分，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．