【分析】
要解决本题,需利用质量守恒定律确定硝酸铜分解产物X的组成,再逐一分析各选项:首先根据质量守恒计算固体X的质量,再通过元素质量守恒确定X的成分,最后结合物质性质、分子个数比、质量比等判断选项正误。
【解析】
1. 计算固体X的质量:根据质量守恒定律,反应前后总质量不变,故$m(\mathrm{X})=18.8\ \mathrm{g} -9.2\ \mathrm{g} -1.6\ \mathrm{g}=8\ \mathrm{g}$。
2. 确定X的成分:$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$的相对分子质量为$64 + 2×(14+16×3)=188$,则$18.8\ \mathrm{g}\ \ce{Cu(NO_{3})_{2}}$的物质的量为$\frac{18.8\ \mathrm{g}}{188\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$,其中含$\ce{Cu}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×64\ \mathrm{g/mol}=6.4\ \mathrm{g}$,含$\ce{N}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×2×14\ \mathrm{g/mol}=2.8\ \mathrm{g}$,含$\ce{O}$的质量为$0.1\ \mathrm{mol}×6×16\ \mathrm{g/mol}=9.6\ \mathrm{g}$。
生成物中:$n(\ce{NO_{2}})=\frac{9.2\ \mathrm{g}}{46\ \mathrm{g/mol}}=0.2\ \mathrm{mol}$,含$\ce{N}$的质量为$0.2\ \mathrm{mol}×14\ \mathrm{g/mol}=2.8\ \mathrm{g}$,含$\ce{O}$的质量为$0.2\ \mathrm{mol}×2×16\ \mathrm{g/mol}=6.4\ \mathrm{g}$;$n(\ce{O_{2}})=\frac{1.6\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=0.05\ \mathrm{mol}$,含$\ce{O}$的质量为$0.05\ \mathrm{mol}×2×16\ \mathrm{g/mol}=1.6\ \mathrm{g}$。
生成物中$\ce{N}$、$\ce{O}$的总质量与$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$中对应元素质量相等,故$\mathrm{X}$仅含$\ce{Cu}$元素,质量为$6.4\ \mathrm{g}$,则$\mathrm{X}$为$\ce{CuO}$($\ce{CuO}$中$\ce{Cu}$的质量分数为$\frac{64}{80}=0.8$,$8\ \mathrm{g}×0.8=6.4\ \mathrm{g}$,符合)。
3. 分析选项:
A选项:燃放烟花会产生$\ce{NO_{2}}$等有害气体,造成空气污染,正确;
B选项:$\ce{CuO}$是黑色固体,正确;
C选项:$\ce{NO_{2}}$与$\ce{O_{2}}$的分子个数比等于物质的量之比,即$0.2\ \mathrm{mol}:0.05\ \mathrm{mol}=4:1≠2:3$,错误;
D选项:$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$与$\ce{CuO}$的质量比为$18.8\ \mathrm{g}:8\ \mathrm{g}=47:20$,正确。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律、化学计算、物质的组成与性质
【点评】
本题以硝酸铜分解为载体,考查质量守恒定律的应用及化学计算,需通过元素守恒确定未知产物的成分,再结合物质性质、比例关系判断选项,关键是准确计算各物质的物质的量及元素质量,难度适中。
【难度系数】
0.5