Question

4．铜及其化合物与生产、生活关系密切．
（1）用新制Cu（OH）₂与葡萄糖反应制备Cu₂O，该反应中葡萄糖是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）
（2）用H₂O₂稀硫酸共同浸泡废印刷电路板可制备CuSO₄若将该反应设计成原电池，正极的电极反应式为H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O
（3）用NH₄NO₃氧化海绵铜（含Cu和CuO）生产CuCl的部分流程如图1：

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．
②步骤I中，0.5mol NH₄NO₃参加反应有4mol电子转移，铜参与反应的离子方程式为4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O．
③步骤II中，物质X可选用的物质是ad．（填序号）．
a．Cu   b．C1₂   c．H₂O₂   d．（NH₄）₂SO₃
④步骤II中物质X需要过量的原因，其一是加快反应速率，其二是防止CuCl被氧化．
⑤步骤II中当NH₄Cl加到一定的量时，生成CuCl会部分溶解生成CuCl₂，在一定温度下建立两个平衡：
CuCl（s）?Cu⁺（aq）+Cl^-（aq）   Ksp=1.4x10^-6
CuCl（s）+Cl^-（aq）?CuCl₂（aq）  K=0.35
分析[Cu⁺]、[CuCl₂^-]和Ksp、K的数学关系，在图1中画出[Cu⁺]、[CuCl₂^-]的关系曲线（要求至少标出坐标点）

Answer 1

分析 （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，铜为负极，被氧化，为正极，H₂O₂被还原；
（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）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设计成原电池，是过氧化氢得到电子发生还原反应，其正极电极反应式是：H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O，
故答案为：H₂O₂+2H⁺+2e^-=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，
故答案为：防止生成氮氧化物造成污染；
②0.5molNH₄NO₃参加反应有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：4Cu+NO₃^-+10H⁺=4Cu²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
③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，
故答案为：ad；
④步骤Ⅱ中物质X需要过量，除加快反应速率外，还起到防止CuCl被氧化的作用，
故答案为：防止CuCl被氧化；
⑤已知：Ⅰ．CuCl（s）?Cu⁺（ap）+Cl^-（ap） Ksp=1.4×10^-6
Ⅱ．CuCl（s）+Cl^-（ap）?CuCl₂^- （ap） K=0.35，
Ⅰ+Ⅱ可得2CuCl（s）?CuCl₂^- （ap）+Cu⁺（ap）K'=[Cu⁺][CuCl₂^-=1.4×10^-6×0.35=0.49××10^-6，即[Cu⁺][CuCl₂^-为常数，
则图象为，
故答案为：．

点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型，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．