Question

7．硝酸鋁是重要的化工原料．
（1）在實驗室中，硝酸鋁必須與可燃物分開存放，是因為硝酸鋁具有B．
A．可燃性        B．氧化性         C．還原性
（2）用Al作電極電解H₂SO₄溶液制取Al₂（SO₄）₃，電解反應的離子方程式為2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑．
（3）查資料得知當Al₂（SO₄）₃溶液pH＞3時鋁元素有多種存在形態，如Al³⁺、[Al（OH）]²⁺、[Al（OH）₂]⁺等．寫出[Al（OH）]²⁺轉化為[Al（OH）₂]⁺的離子方程式[Al（OH）]²⁺+H₂O[Al（OH）₂]⁺+H⁺．
（4）銅及其化合物在生產、生活中應用廣泛．回答下列問題：
1）用新制Cu（OH）₂與葡萄糖反應可制備Cu₂O，該反應中葡萄糖是還原劑（填“氧化劑”或“還原劑”）．
2）用H₂O₂、H₂SO₄混合溶液浸泡廢印刷電路板可制備CuSO4以實現銅的回收利用，其離子方程式為Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
3）用NH₄NO₃氧化海綿銅（含Cu的CuO）生產CuCl的部分流程如下：

①步驟I中反應溫度不宜過高的原因是防止生成氮氧化物造成污染，當0.5mol NH₄NO₃參加反應時，反應中有4mol電子發生轉移，則銅參加反應的離子方程式為4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O．
②步驟Ⅱ中物質X可選用ad（填字母），該物質需過量的原因，其一是加快反應速率，其二是防止CuCl被氧化．
a．Cu    b．Cl₂    c．H₂O₂   d．（NH₄）₂SO₃．

Answer 1

分析 （1）硝酸鋁具有氧化性，必須與可燃物分開存放；
（2）用Al作電極電解HNO₃溶液：陽極為2Al-6e^-=2Al³⁺；陰極為6H⁺+6e^-=3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺；
（4）1）葡萄糖與氫氧化銅濁液反應生成葡萄糖酸和Cu₂O，葡萄糖為還原劑，被氧化；
2）用H₂O₂稀硫酸共同浸泡廢印刷電路板可制備CuSO₄；
3）海綿銅加入硫酸酸化的硝酸銨，由于酸性條件下硝酸根離子具有強氧化性，可氧化銅，加熱溫度不能太高，硝酸根離子可被還原生成氮氧化物，易導致環境污染，經步驟Ⅰ得到硫酸銨和硫酸銅溶液，經步驟Ⅱ可得到CuCl，反應中Cu元素被還原，則加入的X應具有還原性，可為銅或亞硫酸銨等還原性物質，注意盡量不要引入新雜質，經過濾可得到CuCl和硫酸銨溶液，以此解答該題．

解答 解：（1）硝酸鋁中N元素化合價為+5價，具有氧化性，必須與可燃物分開存放，故答案為：B；
（2）用Al作電極電解HNO₃溶液：陽極為2Al-6e^-=2Al³⁺；陰極為6H⁺+6e^-=3H₂↑，電解方程式為2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑，
故答案為：2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺，離子方程式為[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺，
故答案為：[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺；
（4）【解答】1）葡萄糖中含有醛基，能夠被新制氫氧化銅氧化為羧基，化學方程式為CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COOH+Cu₂O↓+2H₂O，生成葡萄糖酸和Cu₂O，Cu元素化合價降低，被還原，為氫氧化銅為氧化劑，葡萄糖為還原劑，被氧化，
故答案為：還原劑；
2）正極上是元素化合價降低，得到電子發生還原反應，將反應Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，其離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
3）海綿銅加入硫酸酸化的硝酸銨，由于酸性條件下硝酸根離子具有強氧化性，可氧化銅，因硝酸銨易分解，則加熱溫度不能太高，經步驟Ⅰ得到硫酸銨和硫酸銅溶液，經步驟Ⅱ可得到CuCl，反應中Cu元素被還原，則加入的X應具有還原性，可為銅或亞硫酸銨等還原性物質，注意盡量不要引入新雜質，經過濾可得到CuCl和硫酸銨溶液，
①加熱溫度不能太高，硝酸根離子可被還原生成氮氧化物，易導致環境污染，0.5molNH₄NO₃參加反應有4mol電子轉移，則N元素被還原為-3價，反應的離子方程式為4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
故答案為：防止生成氮氧化物造成污染；4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
②經步驟Ⅱ可得到CuCl，反應中Cu元素被還原，則加入的X應具有還原性，可為銅或亞硫酸銨等還原性物質，注意盡量不要引入新雜質，ad符合；該物質需過量以防止CuCl被氧化；
故答案為：ad；防止CuCl被氧化．

點評 本題考查了鋁元素及其化合物的性質、物質的制備、銅的化合物的性質，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，題目考查較為全面，能較好的培養學生良好的科學素養，難度中等，為高考常見題型．