Question

7．硝酸铝是重要的化工原料．
（1）在实验室中，硝酸铝必须与可燃物分开存放，是因为硝酸铝具有B．
A．可燃性        B．氧化性         C．还原性
（2）用Al作电极电解H₂SO₄溶液制取Al₂（SO₄）₃，电解反应的离子方程式为2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑．
（3）查资料得知当Al₂（SO₄）₃溶液pH＞3时铝元素有多种存在形态，如Al³⁺、[Al（OH）]²⁺、[Al（OH）₂]⁺等．写出[Al（OH）]²⁺转化为[Al（OH）₂]⁺的离子方程式[Al（OH）]²⁺+H₂O[Al（OH）₂]⁺+H⁺．
（4）铜及其化合物在生产、生活中应用广泛．回答下列问题：
1）用新制Cu（OH）₂与葡萄糖反应可制备Cu₂O，该反应中葡萄糖是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）．
2）用H₂O₂、H₂SO₄混合溶液浸泡废印刷电路板可制备CuSO4以实现铜的回收利用，其离子方程式为Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
3）用NH₄NO₃氧化海绵铜（含Cu的CuO）生产CuCl的部分流程如下：

①步骤I中反应温度不宜过高的原因是防止生成氮氧化物造成污染，当0.5mol NH₄NO₃参加反应时，反应中有4mol电子发生转移，则铜参加反应的离子方程式为4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O．
②步骤Ⅱ中物质X可选用ad（填字母），该物质需过量的原因，其一是加快反应速率，其二是防止CuCl被氧化．
a．Cu    b．Cl₂    c．H₂O₂   d．（NH₄）₂SO₃．

Answer 1

分析 （1）硝酸铝具有氧化性，必须与可燃物分开存放；
（2）用Al作电极电解HNO₃溶液：阳极为2Al-6e^-=2Al³⁺；阴极为6H⁺+6e^-=3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺；
（4）1）葡萄糖与氢氧化铜浊液反应生成葡萄糖酸和Cu₂O，葡萄糖为还原剂，被氧化；
2）用H₂O₂稀硫酸共同浸泡废印刷电路板可制备CuSO₄；
3）海绵铜加入硫酸酸化的硝酸铵，由于酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，可氧化铜，加热温度不能太高，硝酸根离子可被还原生成氮氧化物，易导致环境污染，经步骤Ⅰ得到硫酸铵和硫酸铜溶液，经步骤Ⅱ可得到CuCl，反应中Cu元素被还原，则加入的X应具有还原性，可为铜或亚硫酸铵等还原性物质，注意尽量不要引入新杂质，经过滤可得到CuCl和硫酸铵溶液，以此解答该题．

解答 解：（1）硝酸铝中N元素化合价为+5价，具有氧化性，必须与可燃物分开存放，故答案为：B；
（2）用Al作电极电解HNO₃溶液：阳极为2Al-6e^-=2Al³⁺；阴极为6H⁺+6e^-=3H₂↑，电解方程式为2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑，
故答案为：2Al+6H⁺$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2Al³⁺+3H₂↑；
（3）[Al（OH）]²⁺可水解生成[Al（OH）₂]⁺，离子方程式为[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺，
故答案为：[Al（OH）]²⁺+H₂O?[Al（OH）₂]⁺+H⁺；
（4）【解答】1）葡萄糖中含有醛基，能够被新制氢氧化铜氧化为羧基，化学方程式为CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COOH+Cu₂O↓+2H₂O，生成葡萄糖酸和Cu₂O，Cu元素化合价降低，被还原，为氢氧化铜为氧化剂，葡萄糖为还原剂，被氧化，
故答案为：还原剂；
2）正极上是元素化合价降低，得到电子发生还原反应，将反应Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O，其离子方程式为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
3）海绵铜加入硫酸酸化的硝酸铵，由于酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，可氧化铜，因硝酸铵易分解，则加热温度不能太高，经步骤Ⅰ得到硫酸铵和硫酸铜溶液，经步骤Ⅱ可得到CuCl，反应中Cu元素被还原，则加入的X应具有还原性，可为铜或亚硫酸铵等还原性物质，注意尽量不要引入新杂质，经过滤可得到CuCl和硫酸铵溶液，
①加热温度不能太高，硝酸根离子可被还原生成氮氧化物，易导致环境污染，0.5molNH₄NO₃参加反应有4mol电子转移，则N元素被还原为-3价，反应的离子方程式为4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
故答案为：防止生成氮氧化物造成污染；4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
②经步骤Ⅱ可得到CuCl，反应中Cu元素被还原，则加入的X应具有还原性，可为铜或亚硫酸铵等还原性物质，注意尽量不要引入新杂质，ad符合；该物质需过量以防止CuCl被氧化；
故答案为：ad；防止CuCl被氧化．

点评 本题考查了铝元素及其化合物的性质、物质的制备、铜的化合物的性质，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，题目考查较为全面，能较好的培养学生良好的科学素养，难度中等，为高考常见题型．