Question

硝酸铜受热易分【解析】
2Cu（NO₃）₂2CuO+4NO₂↑+O₂↑，当温度达到800℃时，CuO开始分【解析】
4CuO2Cu₂O+O₂↑，至1000℃以上，CuO完全分解（加热过程中忽略2NO₂=N₂O₄，2NO₂=2NO+O₂等反应）｡现取5.64g Cu（NO₃）₂无水晶体，在一定温度下使其分解，将生成的气体及时导出并用足量的NaOH溶液充分吸收．
（1）若该质量的无水硝酸铜经加热完全分解，其中的铜元素全部转化为氧化铜，则氧化铜的质量是______．
（2）若该质量的无水硝酸铜完全分解，铜元素全部转化为氧化亚铜，反应过程中生成的气体被足量的NaOH溶液充分吸收后，还有多余的气体，则多余的气体是______（填分子式），其体积（标准状况下）是______．
（3）若该质量的无水硝酸铜分解后的残留固体中含有1.60g CuO，则残留固体的质量可能是______．
（4）设该质量的无水硝酸铜在分解过程中，得到的残留固体质量为x，生成的气体中NO₂和O₂的体积比为y，求y与x的关系式：______；______．

Answer

（1）根据n=计算硝酸铜的物质的量，根据铜元素守恒计算n（CuO），再根据m=nM计算氧化铜的质量；
（2）无水硝酸铜分解生成CuO时，生成的NO2与O2恰好与水完全反应，多余的气体为CuO分解生成的氧气，根据4CuO～O2计算剩余氧气的物质的量，再根据V=nVm计算体积；
（3）残留固体可能是CuO和Cu2O的混合物，也可能是CuO和Cu（NO3）2的混合物，据此讨论结合铜原子守恒计算；
（4）当残留固体为CuO和Cu（NO3）2的混合物或全部为CuO时，只发生反应：2Cu（NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑，
当残留固体为CuO和Cu2O的混合物或全部为Cu2O时，设CuO的物质的量为m mol，Cu2O的物质的量为n mol，则n（CuO）+2n（Cu2O）=m+2n=0.03（mol），x=80m+144n，y=0.06/（0.015+0.5n），据此计算．
【解析】
（1）由题意可知n[Cu（NO3）2]==0.03 mol，根据铜元素守恒可得n（CuO）=0.03 mol，所以m（CuO）=0.03mol×80g/mol=2.4 g，故答案为：2.4g；
（2）无水硝酸铜分解生成CuO时，生成的NO2与O2恰好与水完全反应，多余的气体为CuO分解生成的氧气，由可知关系式4CuO～O2可知，n（O2）=0.03mol×=0.0075（mol），所以标准状况下氧气的体积为0.0075mol×22.4L/mol=0.168 L，
故答案为：O2，0.168L；
（3）残留固体可能是CuO和Cu2O的混合物，也可能是CuO和Cu（NO3）2的混合物．若为CuO和Cu2O的混合物，则n（CuO）==0.02 mol，n（CuO）+2n（Cu2O）=0.03 mol，所以n（Cu2O）=0.005 mol，故m（Cu2O）=134g/mol×0.005mol=0.72g，m（残留固体）=1.60 g+0.72 g=2.32 g； 若为CuO和Cu（NO3）2的混合物，则n（CuO）=0.02 mol，则n（CuO）+n[Cu（NO3）2]=0.03 mol，n[Cu（NO3）2]=0.01 mol，m[Cu（NO3）2]=0.01mol×188g/mol=1.88 g，m（残留固体）=1.60 g+1.88 g=3.48 g，故答案为：2.32g或3.48g；
（4）当残留固体为CuO和Cu（NO3）2的混合物或全部为CuO时，只发生反应：2Cu（NO3）22CuO+4NO2↑+O2↑，此时NO2和O2的体积比为y=4，故2.4 g≤x＜5.64 g；当残留固体为CuO和Cu2O的混合物或全部为Cu2O时，设CuO的物质的量为m mol，Cu2O的物质的量为n mol，则n（CuO）+2n（Cu2O）=m+2n=0.03（mol），x=80m+144n，y=，解得，剩余全为氧化亚铜是质量最小为0.015mol×144g/mol=2.16g，此时2.16g≤x＜2.4g；另外，x=2.4 g时也符合，故答案为：2.4 g≤x＜5.64 g，y=4；2.16g≤x＜2.4g，｡