第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用（复习讲义）（四川专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 铜及其重要化合物 知识点1 铜单质 知识点2 铜的重要化合物 考向1 考查铜的重要化合物的性质及应用 考向2 考查铜及其重要化合物的制备 考点二 金属材料、金属的冶炼 知识点1 金属材料 知识点2 金属矿物的开发利用 考向1 考查金属材料的性能及应用 考向2 考查金属的冶炼 【思维建模】金属冶炼的方法 考向3 考查金属及其化合物的综合应用 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 铜及其化合物 选择题 非选择题 广东卷T15，4分； 江苏卷T11，3分 河南卷T1，3分 福建卷T4，4分； 福建卷T5，4分； 湖南卷T7，3分； 辽吉黑卷T13，3分； 山东卷T14，4分； 浙江省1月卷T2，3分；浙江6月卷T5，3分；北京卷T18； ·山东卷T11，3分；广东卷T10，3分；浙江省1月卷T2，3分；全国乙卷T11，6分；湖北卷T18 金属材料 选择题 非选择题 广东卷T1，2分； 陕晋宁青卷T1，3分；湖南卷T1，3分； 江苏卷T1，3分 浙江6月卷T5，3分； 甘肃卷T1，3分 湖南卷T1，3分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，铜及其化合物的性质与应用和合金的组成、性质和应用是高考重要命题点之一，题型以选择题和非选择题中的化工流程题为主，考查内容以金属铜及其化合物的性质、合金的性质、金属铜及其重要化合物的制备、金属的冶炼、提纯以及在日常生活、生产中的应用为主。 2．从命题思路上看，高考可能会在选择题中考查合金的性质和应用及金属矿物的开发利用，题目难度较小；在工艺流程图题中考查铜及其化合物的转化与应用等，题目综合性较强，难度较大。 预计2026年会继续在选择题中或非选择题中加强对铜元素的考查，依托陌生工艺流程的情境考查考生对金属元素的认知能力，考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上，强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co 、Ni、Ga等)知识的迁移能力和解决问题的能力。 复习目标： 1．能列举、描述、辨识铜及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．了解合金的组成及其重要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。 3．了解金属材料在生产和生活中的重要应用。 4．认识化学在金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。 考点一 铜及其重要化合物 知识点1 铜单质 1．物理性质 铜是 色固体，具有良好的延展性、 性和 性。 2．化学性质 （1） 与非金属单质反应： ①在潮湿空气中反应化学方程式： (绿色固体) ②在空气中加热化学方程式： (黑色固体) ③与氯气反应化学方程式： (棕黄色烟) ④与S反应化学方程式： (黑色固体) （2）与氧化性酸反应： ①与稀硝酸反应离子方程式： ②与浓硝酸反应离子方程式： ③与浓硫酸反应化学方程式： （4）与盐溶液反应： ①与FeCl3溶液反应离子方程式： ②与硝酸银溶液反应化学方程式： 知识点2 铜的重要化合物 1．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 色 色 与酸反应(H＋) 与H2反应 转化关系 2．氢氧化铜 （1）物理性质： 色固体， 溶于水。 （2）化学性质(写出化学方程式)： 反应①： 。 反应②： 。 3．铜盐 （1）碱式碳酸铜 ①化学式：Cu2(OH)2CO3,铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果是 、孔雀石的主要成分。 ②主要性质： a.受热分解的化学方程式为： b.与强酸（盐酸、稀硫酸）反应： （2）硫酸铜 ①CuSO4·5H2O俗称蓝矾、 。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。 ②无水CuSO4为 色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，无水CuSO4只能作为检验水的试剂， 作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 ③铜盐溶液有毒，因为Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质 而失去生理活性。 4．铜的冶炼方法 （1）湿法炼铜： 。 （2）高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ （3）铜的精炼：粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做 极，失电子变为Cu2＋，用 做阴极即可得精铜。 考向1 铜及其重要化合物的性质 例1 实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是 A．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS B．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色 C．向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuO D．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制的Cu(OH)2并加热，产生砖红色沉淀 【变式训练1·变载体】（2025·四川达州市·预测）无色的可做除氧剂，反应原理为。设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A. 22.4LO2含有的中子数为16NA B. 消耗16gO2时，转移电子总数为2NA C. 1mol[Cu（NH3）2]⁺中含有的键数为6NA D. 转移1mol电子时，含铜化合物中配位键数目不变 【变式训练2·变思维】（2025·四川·押题卷）过渡金属离子与某阴离子反应后得到如图所示电中性配合物，位于第四周期，基态原子最外层只有一个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，X、Y、Z、W均为短周期非金属元素，且原子序数依次增大，原子轨道有两个单电子，下列有关说法不正确的是 A．的第一电离能大于 B．M位于元素周期表的ds区 C．的电负性大于 D．该物质中存在个配体 【变式训练3·变题型】学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： （1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_______，装置B的作用为_______。 （2）铜与过量反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为_______；产生的气体为_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为_______。 （4）取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是_______，粗品中X的相对含量为_______。 考向2 铜及其化合物的制备 例2 （2025•四川巴中市•一诊）一种以纳米铜(Cu)为原料制备CuCl的工艺流程如下。 已知：CuCl为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化。下列说法错误的是 A. “溶解”时X可以是热空气或H2O2 B. “还原”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2 C. “过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 D. 为提高CuCl的纯度，可采用乙醇洗涤、真空干燥 【变式训练1·变载体】（2024·辽宁丹东·二模）利用氧化制备水合肼,并模拟利用水合肼处理铜氨废液回收铜粉的实验流程如图所示： 已知：①氯气与烧碱溶液的反应为放热反应；②具有强还原性。 下列说法错误的是 A．含有键 B．步骤Ⅰ中为避免温度过高，可采用冰水浴 C．与反应合成水合肼的化学方程式为 D．步骤Ⅱ中可将水溶液逐滴加入溶液中 【变式训练2·变载体】某兴趣小组的同学利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述正确的是 A．“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分 B．“调节pH”环节可用氨水替代CuO C．“过滤1 ”的滤液中c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2] D．为了增大反应速率，“溶解”应在较高温度下进行 【变式训练3·变题型】(2025·四川·八省联考卷)硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，步骤如下： Ⅰ．取废铜屑，碱洗后加入稀H2SO4和H2O2溶液，在40~50℃下充分溶解。 Ⅱ．调节至3~4，加热煮沸2分钟，趁热过滤。 Ⅲ．向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。 Ⅳ．加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。 已知：硫酸四氨合铜溶液是深蓝色；Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10－39。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ碱洗的目的是 。 （2）步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。 （3）步骤Ⅲ的实验现象为 。 （4）步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。 A．乙醇和浓氨水混合溶液 B．蒸馏水 C．乙醇和稀硫酸混合溶液 D．Na2CO3溶液 （5）对产品进行热重分析，结果如下图所示。200℃时结晶水已全部失去，400℃时产物为CuSO4，则 ；250~400℃阶段反应的化学方程式为 。 （6）实验中Cu的损耗忽略不计，废铜屑中Cu的质量分数= %(精确至1%)。 考点二 金属材料、金属的冶炼 知识点1 金属材料 1．合金及其性能 （1）概念：合金是指两种或两种以上的 (或 与 )熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）成分：一种 为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含 元素， 含非金属元素(如钢中含碳) 。 （3）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金 是混合物， 固定的熔、沸点。 ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的 ，熔点比它的各成分金属的 。常温下，多数合金是 ，但钾、钠合金呈 态。 ③合金的性质 各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是 的化学性质。 （4）新型合金及重要应用 ①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造，利用了钛合金的 、 、耐腐蚀等性质。 ②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其 、耐高温的性质。 2．常见金属材料及应用 （1）金属材料的分类 黑色金属材料 有色金属材料 以及它们的合金 除 金属以外的其他金属及其合金 （2）三种常见的合金 钢铁 碳素钢 分为低碳钢、中碳钢和高碳钢 合金钢 也叫特种钢，是在碳素钢里加入合金元素，改变钢的 和性能，如不锈钢中合金元素是 和 铝合金 成分 向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素 硬铝 密度 、强度 、抗腐蚀性强，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 铜合金 青铜 我国使用最早的合金，含有Cu、Sn、Pb等元素 黄铜 黄铜主要含 等元素 （3）新型合金 ①储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 ②其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 3．用途广泛的稀土金属 （1）稀土元素： ①镧系元素(57～71号元素)及 ，共 种元素为稀土元素。 ②我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。 （2）用途： ①稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的 ，因而，稀土元素又被称为冶金工业的 。 ②稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 知识点2 金属矿物的开发利用 1．金属在自然界中的存在 （1）化合态：绝大部分金属在自然界以 态形式存在。在金属化合物中，金属元素都显 价。 （2）游离态：少部分金属如金、铂等在自然界以 态形式存在。 2．金属的冶炼 （1）实质：金属的冶炼过程就是把金属从化合态 为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （2）一般步骤： （3）方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为 等。如图： 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑；2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还 原法 CO做还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2做还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ （4）特殊金属的冶炼方法：有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如Na＋KClK↑＋NaCl、2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等。运用化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点 ，汽化离开反应体系，使化学反应向 反应方向进行。 得分速记 ①冶炼Al时只能电解Al2O3 电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态 导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是 。 ②冶炼镁用电解熔融的MgCl2而 电解熔融MgO，是因为MgO ，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。 ③用热还原法得到的铜还要经过 才能得到精铜 3．金属资源的合理开发利用 （1）必要性：地球上的金属矿物资源是有限的，也是不可再生_的，且分布不均匀，人类对金属的需求量很大，并且金属的冶炼需要消耗大量的能量，还会造成环境污染，另外金属的腐蚀也会造成大量损失，因此金属资源应合理地开发利用。 （2）主要途径 ①提高金属矿物的利用率； ②开发环保高效的金属冶炼方法； ③防止金属的腐蚀； ④加强废旧金属的回收和再利用； ⑤使用其他材料代替金属材料。 考向1 考查金属材料的性能及应用 例1（2025·四川南充·二模）历史文物见证了先民们的劳动生活，下列有关四川出土的文物的说法错误的是 郑家坝遗址的碳化粟、稻米 老龙头墓地的青铜马车 渠县城坝遗址的木质簿籍 梓潼西坝遗址的陶制云纹瓦当 A. 粟、稻米的碳化属于化学变化 B. 青铜马车主要成分是铜锡合金 C. 木质簿籍的主要成分属于有机高分子 D. 陶制云纹瓦当的主要成分是硫酸钙 【变式训练1·变载体】（2025·四川成都·二模）古蜀文化是中华灿烂文明的重要部分。下列对相关物品主要成分的描述错误的是 三星堆青铜面具 蚕丝蜀锦 酿造白酒 广都井盐 A．碱式碳酸铜 B．蛋白质 C．乙醇、水 D．氯化钠 A. A B. B C. C D. D 【变式训练2·变考法】 (2025·四川内江二中•二模)2025央视春晚舞台上，创意融合舞蹈《秧BOT》，不仅仅是一场视觉盛宴，更是科技与传统文化的完美结合。下列说法错误的是 A．机器人穿着喜庆的红色棉袄，其中棉花属于天然有机高分子 B．为机器人提供续航的锂电池，轻便稳定，比能量较低 C．机器人的机身应用了碳纤维，是一种含碳量在90%以上的高强度纤维 D．铝合金和钛合金也是制造机器人的重要原材料，钛合金强度高耐腐蚀，铝合金轻质成本低，都是极为重要的金属材料 【变式训练3·变考法】（2025·湖北腾云联盟·一模）材料的发展体现了“中国技术”和“中国力量”。下列说法正确的是 A．生产集成电路底板的酚醛树脂属于聚酯类化合物 B．钢的熔点比铁高，硬度比铁大，而铁的用途更广泛 C．量子通信材料螺旋碳纳米管TEM属于胶体分散系，该材料具有较强的吸附能力 D．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素” 考向2 金属的冶炼 例2 (2024·黑龙江大庆中学模拟)《天工开物》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是 A．金属冶炼方法由金属活动性决定 B．熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差 C．炒铁是为了降低铁水中的碳含量 D．该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工 思维建模 金属冶炼的方法 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO做还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2做还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 【变式训练1·变载体】（2025高三上·山东菏泽·阶段练习）中国古代的下列发明创造中，不涉及氧化还原反应的是 A．曾青(CuSO4)得铁则化铜 B．用铁矿石炼铁 C．用明矾除去铜器上的铜锈 D．用硫磺漂白织物 【变式训练2·变考法】（2025高三上·江苏南通·阶段练习）在给定条件下，下列物质间的转化可以实现的是 A． B． C． D． 【变式训练3·变题型】（2024·浙江衢州·模拟预测）工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如图： 下列说法不正确的是 A．石灰石、纯碱、石英都属于盐，都能与盐酸反应 B．用铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2、冰晶石等 C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：1 D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物 考向3 金属及其化合物的综合应用 例3（2025•四川泸县五中•二模）白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如下： 已知H3BO3微溶于水，易溶于乙醇：偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是 A. “滤渣1”的主要成分是SiO2 B. “气体”的主要成分是NO2 C. “操作X”涉及到蒸发浓缩、降温结晶 D. “反应Y”的化学方程式是 【变式训练1·变载体】（2025•四川德阳•二模）某工厂用细菌冶金技术处理含金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐。工艺流程如下： 下列说法错误的是 A. “细菌氧化”过程中，FeS2、参加的反应使体系的酸性增强 B. “浸金”中NaCN将Au氧化成从而浸出 C. 矿粉中的铁元素以Fe3+形式进入“滤液”中 D. “沉铁砷”时加碱调节pH，既能生成Fe(OH)3，又能促进含As微粒的沉降 【变式训练2·变考法】（2025·湖北黄冈·三模）高纯的MnCO3可用于制备高性能磁性材料。用如图所示装置，以MnO2为原料制备少量高纯的MnCO3。已知MnCO3 100℃开始分解，Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7。下列说法正确的是 A．提高SO2转化率的措施可以是缓慢通入混合气体、大幅度提高水浴温度 B．向MnSO4溶液中加入NaHCO3时宜分批次加入，边加边搅拌，并监测溶液pH值 C．为确保MnCO3的纯度，MnCO3沉淀还需要水洗、醇洗、高温快速烘干 D．石灰乳的作用是处理尾气，其发生的主要反应是：Ca2++2OH-+SO2 = CaSO3↓+H2O 【变式训练3·变题型】（2024·四川德阳·二模）从某铋(Bi)、锌的冶炼厂的高铟烟灰(主要含ZnO、、、、)中提取铟和铋的流程如图： 已知：不溶于稀硫酸；难溶于水。 回答下列问题： （1）“滤液1”中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。 （2）)“酸浸”过程中使用稀硫酸而不用75%的)溶液，其原因是 。 （3）“酸溶”生成的中，Bi元素的化合价为 。 （4）“转化2”时发生反应的化学方程式为 。 （5）“系列操作”的流程如下： 已知：“萃取”时发生反应：(金属阳离子)(有机液)(有机液)；与相似，易水解。 ①试剂X的名称为 ，“萃取”和“反萃取”的目的是 。 ②关于虚线框内的实验步骤，下列说法正确的是 (填标号)。 A．可以提高溶液的浓度 B．烧碱溶液可用纯碱溶液代替C．需用到分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器 （6）akg的高铟烟灰经上述流程后，得到质量分数为w的产品bg，则高铟烟灰中Bi的百分含量为 (用含a、b、w的计算式表示)。 1．(2025·江苏卷，1，3分)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是 A．工业合成氨 B．湿法炼铜 C．高炉炼铁 D．接触法制硫酸 2．（2025年河南高考真题）活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是 A.泥活字 B.木活字 C.铜活字 D.铅活字 A．A B．B C．C D．D 3．(2025·广东卷，15，4分)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A．a中有化合反应发生，并有颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时，HCO3-恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 4．(2025·江苏卷，11，3分)探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ 取一定量5% CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ  向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4 B．步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+) C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2+ + Fe= Cu +Fe2++4NH3↑ 5．(2024·浙江6月卷，5，3分)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( ) A．部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到 B．煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程 C．制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C，可延长保质期 D．加入混凝剂聚合氯化铝，可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒 6．(2024·福建卷，5，4分)从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含SnO32-和HPbO2-。下列说法正确的是( ) A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生Al3+、Zn2+和Zn2+离子 C．“碱溶”时存在反应：Sn+2OH-+O2=SnO32-+H2O D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 7．(2024·福建卷，4，4分)用CuCl探究Cu(I)、Cu(II)性质，实验步骤及观察到的现象如下： 该过程中可能涉及反应有： ①CuCl+2NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++Cl-+2H2O ②2[Cu(NH3)2]+=[Cu(NH3)4]2++Cu↓ ③[Cu(NH3)4]2++Cu=2[Cu(NH3)2]+ ④4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O 下列说法错误的是 A．与Cu2+的配位能力：NH3＜ OH- B．[Cu(NH3)2]+(aq)无色 C．氧化性：[Cu(NH3)2]+＜[Cu(NH3)4]2+ D．探究过程未发生反应② 8．(2024·辽吉黑卷，13，3分)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn，流程如下“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( ) 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) 离子 Zn2+ Cu2+ Cl- 浓度(g·Lˉ1) 145 0.03 1 A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应：2Cu+4H++H2O2=2Cu2++ H2↑+2H2O C．“脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓ D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn 9．(2023·山东卷11，3分)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为：Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+ D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响 10．(2023·湖北卷，18)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： （1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_______，装置B的作用为_______。 （2）铜与过量反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为_______；产生的气体为_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为_______。 （4）取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是_______，粗品中X的相对含量为___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 铜及其重要化合物 知识点1 铜单质 知识点2 铜的重要化合物 考向1 考查铜的重要化合物的性质及应用 考向2 考查铜及其重要化合物的制备 考点二 金属材料、金属的冶炼 知识点1 金属材料 知识点2 金属矿物的开发利用 考向1 考查金属材料的性能及应用 考向2 考查金属的冶炼 【思维建模】金属冶炼的方法 考向3 考查金属及其化合物的综合应用 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 铜及其化合物 选择题 非选择题 广东卷T15，4分； 江苏卷T11，3分 河南卷T1，3分 福建卷T4，4分； 福建卷T5，4分； 湖南卷T7，3分； 辽吉黑卷T13，3分； 山东卷T14，4分； 浙江省1月卷T2，3分；浙江6月卷T5，3分；北京卷T18； ·山东卷T11，3分；广东卷T10，3分；浙江省1月卷T2，3分；全国乙卷T11，6分；湖北卷T18 金属材料 选择题 非选择题 广东卷T1，2分； 陕晋宁青卷T1，3分；湖南卷T1，3分； 江苏卷T1，3分 浙江6月卷T5，3分； 甘肃卷T1，3分 湖南卷T1，3分 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，铜及其化合物的性质与应用和合金的组成、性质和应用是高考重要命题点之一，题型以选择题和非选择题中的化工流程题为主，考查内容以金属铜及其化合物的性质、合金的性质、金属铜及其重要化合物的制备、金属的冶炼、提纯以及在日常生活、生产中的应用为主。 2．从命题思路上看，高考可能会在选择题中考查合金的性质和应用及金属矿物的开发利用，题目难度较小；在工艺流程图题中考查铜及其化合物的转化与应用等，题目综合性较强，难度较大。 预计2026年会继续在选择题中或非选择题中加强对铜元素的考查，依托陌生工艺流程的情境考查考生对金属元素的认知能力，考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上，强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co 、Ni、Ga等)知识的迁移能力和解决问题的能力。 复习目标： 1．能列举、描述、辨识铜及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．了解合金的组成及其重要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。 3．了解金属材料在生产和生活中的重要应用。 4．认识化学在金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。 考点一 铜及其重要化合物 知识点1 铜单质 1．物理性质 铜是紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 2．化学性质 （1） 与非金属单质反应： ①在潮湿空气中反应化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体) ②在空气中加热化学方程式：2Cu＋O22CuO(黑色固体) ③与氯气反应化学方程式：Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色烟) ④与S反应化学方程式：2Cu＋SCu2S(黑色固体) （2）与氧化性酸反应： ①与稀硝酸反应离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ②与浓硝酸反应离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O ③与浓硫酸反应化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O （4）与盐溶液反应： ①与FeCl3溶液反应离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ ②与硝酸银溶液反应化学方程式：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 知识点2 铜的重要化合物 1．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 2．氢氧化铜 （1）物理性质：蓝色固体，难溶于水。 （2）化学性质(写出化学方程式)： 反应①：Cu(OH)2CuO＋H2O。 反应②：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 3．铜盐 （1）碱式碳酸铜 ①化学式：Cu2(OH)2CO3,铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果是铜绿、孔雀石的主要成分。 ②主要性质： a.受热分解的化学方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 b.与强酸（盐酸、稀硫酸）反应：Cu2(OH)2CO3+4H+==2Cu2++CO2↑+3H2O （2）硫酸铜 ①CuSO4·5H2O俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 ③铜盐溶液有毒，因为Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。 4．铜的冶炼方法 （1）湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 （2）高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ （3）铜的精炼：粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒做阴极即可得精铜。 考向1 铜及其重要化合物的性质 例1 实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是 A．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS B．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色 C．向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuO D．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制的Cu(OH)2并加热，产生砖红色沉淀 【答案】C 【解析】硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为＋1价，生成Cu2S，A错误；稀释铜与过量浓硫酸反应后的溶液，应将反应后的溶液缓慢加入水中，并不断搅拌，B错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO，C正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制的Cu(OH)2并加热，才会产生砖红色沉淀，D错误。 【变式训练1·变载体】（2025·四川达州市·预测）无色的可做除氧剂，反应原理为。设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 A. 22.4LO2含有的中子数为16NA B. 消耗16gO2时，转移电子总数为2NA C. 1mol[Cu（NH3）2]⁺中含有的键数为6NA D. 转移1mol电子时，含铜化合物中配位键数目不变 【答案】B 【解析】A．没有给定标准状况，无法计算O2的物质的量，A项错误；B．消耗16gO2即0.5molO2时，转移电子总数为4×0.5NA=2NA，B项正确；C．1mol[Cu(NH3)2]+中含有N－H σ键为6mol，亚铜离子与氮原子之间的配位键也是σ键，为2mol，所以1mol [Cu(NH3)2]+中含有σ键数为8NA，C项错误；D．1mol中含有配位键数目为2NA，1mol[Cu(NH3)4]2+中含有配位键数目为4NA，反应转移1mol电子时，含铜化合物中配位键数目增加了2NA，D项错误；故选B。 【变式训练2·变思维】（2025·四川·押题卷）过渡金属离子与某阴离子反应后得到如图所示电中性配合物，位于第四周期，基态原子最外层只有一个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，X、Y、Z、W均为短周期非金属元素，且原子序数依次增大，原子轨道有两个单电子，下列有关说法不正确的是 A．的第一电离能大于 B．M位于元素周期表的ds区 C．的电负性大于 D．该物质中存在个配体 【答案】D 【解析】M位于第四周期，基态原子最外层只有一个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，M为铜；X、Y、Z、W均为短周期非金属元素，且原子序数依次增大，X形成1个共价键且原子序数最小，X为氢；Y形成4个共价键，为碳，W原子2p轨道有两个单电子，且原子序数大于碳，则W为氧，那么Z为氮； A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能大小：N>O，A正确；B．M为铜，为29号元素，位于元素周期表的ds区，B正确；C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强，O的电负性大于C，C正确；D．由图可知，1分子该物质中铜离子和2个配体形成4个配位键，则1mol该物质中存在2NA个配体，D错误；故选D。 【变式训练3·变题型】学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： （1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_______，装置B的作用为_______。 （2）铜与过量反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为_______；产生的气体为_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为_______。 （4）取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是_______，粗品中X的相对含量为_______。 【答案】（1）具支试管 防倒吸 （2）Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 增强了H2O2的氧化性，既不是氧化剂，又不是还原剂 （3）CuO2 （4）溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 96% 【解析】（1）由图可知，仪器A的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸； （2）根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，故从氧化还原角度说明的作用是：既不是氧化剂，又不是还原剂； （3）在该反应中铜的质量m(Cu)=n×，因为，则m(O)=，则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为：，则X为CuO2； （4）滴定结束的时候，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是：溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色；在CuO2中铜为+2价，氧为-1价，根据2CuO2~3I2，，可以得到关系式：2CuO2~3I2~6S2O32-，则n(CuO2)=(1/3)×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol，粗品中X的相对含量为0.0005×96/0.048=96%。 考向2 铜及其化合物的制备 例2 （2025·四川巴中市·一诊）一种以纳米铜(Cu)为原料制备CuCl的工艺流程如下。 已知：CuCl为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化。下列说法错误的是 A. “溶解”时X可以是热空气或H2O2 B. “还原”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2 C. “过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 D. 为提高CuCl的纯度，可采用乙醇洗涤、真空干燥 【答案】B 【解析】在硫酸溶液中，需加入氧化剂，可将纳米铜(Cu)氧化溶解，过滤除杂后得到含有硫酸铜的滤液，加入亚硫酸钠、氯化钠在溶液中发生反应2Cu2++SO+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，过滤后得到CuCl粗产品，经洗涤、干燥得到纯净的CuCl。A．根据分析，X是氧化剂，“溶解”时X可以是热空气或H2O2，A正确；B．“还原”时发生反应2Cu2++SO+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1，B错误；C．“过滤”用于分离难溶性固体和液体，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，C正确；D．由题中信息可知，CuCl为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化，则可采用乙醇洗涤，为避免CuCl发生氧化，可真空干燥，D正确；故选B。 【变式训练1·变载体】（2024·辽宁丹东·二模）利用氧化制备水合肼,并模拟利用水合肼处理铜氨废液回收铜粉的实验流程如图所示： 已知：①氯气与烧碱溶液的反应为放热反应；②具有强还原性。 下列说法错误的是 A．含有键 B．步骤Ⅰ中为避免温度过高，可采用冰水浴 C．与反应合成水合肼的化学方程式为 D．步骤Ⅱ中可将水溶液逐滴加入溶液中 【答案】D 【解析】NaOH稀溶液与Cl2在一定温度下反应生成NaClO、NaCl和H2O，向反应后的混合液中加入CO(NH2)2，NaClO与CO(NH2)2反应合成(N2H4•H2O)，同时有NaCl和Na2CO3生成，发生反应为CO(NH2)2+ClO-+2OH-=N2H4•H2O+Cl-+CO；向反应后的溶液中继续加入铜氨溶液发生反应2[Cu(NH3)4]2++N2H4•H2O+4OH-2Cu↓+N2↑+8NH3↑+5H2O，有Cu析出，经过滤得到铜粉，以此分析解答。 A．1个NH3含3个N-H键，氨气和铜离子间形成配位键也是一种σ键，含有3×4+4=16molσ键，故A正确；B．步骤I中温度过高发生副反应，为避免温度过高，可采用冰水浴，故B正确；C．NaClO与CO(NH2)2反应合成(N2H4•H2O)，同时有NaCl和Na2CO3生成，合成水合肼的化学方程式为，故C正确；D．步骤Ⅱ中若将尿素水溶液逐滴滴入NaClO碱性溶液中，会导致NaClO溶液将N2H4•H2O氧化，因此步骤II中可将NaClO碱性溶液逐滴滴入尿素水溶液中，故D错误；故选D。 【变式训练2·变载体】某兴趣小组的同学利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述正确的是 A．“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分 B．“调节pH”环节可用氨水替代CuO C．“过滤1 ”的滤液中c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2] D．为了增大反应速率，“溶解”应在较高温度下进行 【答案】C 【解析】“沉降”过程中，用Na2CO3与CuSO4反应生成碱式碳酸铜，若Na2CO3用量较多，生成Cu(OH)2，影响产品的含量，A错误；用CuO调节溶液的pH，除去溶液中的Fe3＋，且不引入新的杂质，若用氨水代替，会引入新的杂质铵根离子，B错误； “过滤1”不能形成Cu(OH)2沉淀，故Q＝c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]，C正确；若温度较高，H2O2分解，影响溶解速率，D错误。 【变式训练3·变题型】(2025·四川·八省联考卷)硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，步骤如下： Ⅰ．取废铜屑，碱洗后加入稀H2SO4和H2O2溶液，在40~50℃下充分溶解。 Ⅱ．调节至3~4，加热煮沸2分钟，趁热过滤。 Ⅲ．向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。 Ⅳ．加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。 已知：硫酸四氨合铜溶液是深蓝色；Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10－39。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ碱洗的目的是 。 （2）步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。 （3）步骤Ⅲ的实验现象为 。 （4）步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。 A．乙醇和浓氨水混合溶液 B．蒸馏水 C．乙醇和稀硫酸混合溶液 D．Na2CO3溶液 （5）对产品进行热重分析，结果如下图所示。200℃时结晶水已全部失去，400℃时产物为CuSO4，则 ；250~400℃阶段反应的化学方程式为 。 （6）实验中Cu的损耗忽略不计，废铜屑中Cu的质量分数= %(精确至1%)。 【答案】（1）除去废铜屑表面的油污 （2）Fe3+ H2O2 （3）有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色 （4）A250~400℃ （5）1 Cu(NH3)SO4 CuSO4+NH3↑ （6）80% 【解析】实验目的为制备[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，实验原理Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，CuSO4+4NH3·H2O=Cu(NH3)4SO4+4H2O，实验步骤Ⅰ、Ⅱ制备硫酸铜溶液，步骤Ⅲ制备得到硫酸四氨合铜溶液，步骤Ⅳ加入无水乙醇降低硫酸四氨合铜溶解度，结晶析出晶体，过滤、洗涤、干燥，得深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·xH2O。(1)废铜屑表面有油污等杂质，常用碳酸钠溶液洗去油污，步骤Ⅰ碱洗的目的是除去废铜屑表面的油污；(2)废铜屑含有少量铁，步骤Ⅰ充分反应后溶液中含有Fe3+及过量的H2O2，调节pH至3~4，可以使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，加热煮沸2分钟可以使H2O2分解而除去；(3)步骤Ⅱ得硫酸铜溶液，步骤Ⅲ逐滴加入浓氨水过程先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，而Cu(OH)2能与浓氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，故实验现象为有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色；(4)步骤Ⅳ沉淀为[Cu(NH3)4]SO4·xH2O，洗涤沉淀需减少沉淀的溶解，及抑制配离子的电离，乙醇可以降低该晶体的溶解，浓氨水可以抑制[Cu(NH3)4]2+电离，故试剂M为乙醇和浓氨水混合溶液，A项正确；故选A；(5)根据图像可知，400℃时固体质量为3.20g，产物为CuSO4物质的量为，根据元素质量守恒，初始25℃时，固体[Cu(NH3)4]SO4·xH2O质量为4.92g，物质的量为0.02mol，则其摩尔质量为，数值上等于相对分子质量，而Cu(NH3)4SO4的相对分子质量为228，则x=；失去全部结晶水时Cu(NH3)4SO4的质量为，200℃时固体质量只有3.88g，说明此时固体不是Cu(NH3)4SO4，而400℃时固体为CuSO4质量为3.20g， 由Cu(NH3)4SO4转化为CuSO4时质量减少，为NH3的质量，200℃时固体质量3.88g转化为CuSO4时质量减少，由Cu(NH3)4SO4转化为200℃时固体时质量减少，可知200℃时固体为Cu(NH3)2SO4，200~250℃阶段与250~400℃阶段固体质量减少量相等，都为0.34g，则250℃时固体为Cu(NH3)SO4(或400℃时固体CuSO4物质的量为0.02mol，250~400℃阶段固体质量减少0.34g为0.02molNH3的质量，CuSO4与NH3物质的量之比为1：1，确定250℃时固体为Cu(NH3)SO4)，故250~400℃阶段反应的化学方程式为Cu(NH3)SO4CuSO4+NH3↑；(6)24.60g深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，则含有的铜元素的质量为，废铜屑中Cu的质量分数=。 考点二 金属材料、金属的冶炼 知识点1 金属材料 1．合金及其性能 （1）概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含金属元素，可能含非金属元素(如钢中含碳) 。 （3）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物，没有固定的熔、沸点。 ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大，熔点比它的各成分金属的低。常温下，多数合金是固体，但钾、钠合金呈液态。 ③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 （4）新型合金及重要应用 ①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造，利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。 ②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。 2．常见金属材料及应用 （1）金属材料的分类 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 （2）三种常见的合金 钢铁 碳素钢 分为低碳钢、中碳钢和高碳钢 合金钢 也叫特种钢，是在碳素钢里加入合金元素，改变钢的组织结构和性能，如不锈钢中合金元素是Cr和Ni 铝合金 成分 向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素 硬铝 密度小、强度高、抗腐蚀性强，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 铜合金 青铜 我国使用最早的合金，含有Cu、Sn、Pb等元素 黄铜 黄铜主要含Cu、Zn等元素 （3）新型合金 ①储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 ②其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 3．用途广泛的稀土金属 （1）稀土元素： ①镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 ②我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。 （2）用途： ①稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土元素又被称为冶金工业的维生素。 ②稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 知识点2 金属矿物的开发利用 1．金属在自然界中的存在 （1）化合态：绝大部分金属在自然界以化合态形式存在。在金属化合物中，金属元素都显正价。 （2）游离态：少部分金属如金、铂等在自然界以游离态形式存在。 2．金属的冶炼 （1）实质：金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （2）一般步骤： （3）方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。如图： 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑；2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还 原法 CO做还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2做还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ （4）特殊金属的冶炼方法：有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如Na＋KClK↑＋NaCl、2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等。运用化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应向正反应方向进行。 得分速记 ①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态难导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 ②冶炼镁用电解熔融的MgCl2而不用电解熔融MgO，是因为MgO熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。 ③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜 3．金属资源的合理开发利用 （1）必要性：地球上的金属矿物资源是有限的，也是不可再生_的，且分布不均匀，人类对金属的需求量很大，并且金属的冶炼需要消耗大量的能量，还会造成环境污染，另外金属的腐蚀也会造成大量损失，因此金属资源应合理地开发利用。 （2）主要途径 ①提高金属矿物的利用率； ②开发环保高效的金属冶炼方法； ③防止金属的腐蚀； ④加强废旧金属的回收和再利用； ⑤使用其他材料代替金属材料。 考向1 考查金属材料的性能及应用 例1（2025·四川南充·二模）历史文物见证了先民们的劳动生活，下列有关四川出土的文物的说法错误的是 郑家坝遗址的碳化粟、稻米 老龙头墓地的青铜马车 渠县城坝遗址的木质簿籍 梓潼西坝遗址的陶制云纹瓦当 A. 粟、稻米的碳化属于化学变化 B. 青铜马车主要成分是铜锡合金 C. 木质簿籍的主要成分属于有机高分子 D. 陶制云纹瓦当的主要成分是硫酸钙 【答案】D 【解析】A．粟、稻米的主要成分是淀粉等有机物，碳化过程有机物质在高温或长时间的地质作用下，逐渐失去水分或挥发性成分，转化为含碳量较高的物质，该过程物质的化学成分发生了改变，因此粟、稻米的碳化属于化学变化，A正确；B．青铜马车属于青铜器，其主要成分是铜锡合金，B正确；C．木质簿籍的主要成分为纤维素，属于有机高分子，C正确；D．梓潼西坝遗址的陶制云纹瓦当属于陶瓷制品，其主要成分是硅酸盐，不是硫酸钙，D错误； 故选D。 【变式训练1·变载体】（2025·四川成都·二模）古蜀文化是中华灿烂文明的重要部分。下列对相关物品主要成分的描述错误的是 三星堆青铜面具 蚕丝蜀锦 酿造白酒 广都井盐 A．碱式碳酸铜 B．蛋白质 C．乙醇、水 D．氯化钠 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】A．青铜为铜的合金，为金属材料，A错误；B．蜀锦含有大量桑蚕丝，其主要成分为蛋白质，B正确；C．白酒的主要成分为乙醇和水，C正确；D．井盐的主要成分为氯化钠，D正确； 故选A 【变式训练2·变考法】 (2025·四川内江二中•二模)2025央视春晚舞台上，创意融合舞蹈《秧BOT》，不仅仅是一场视觉盛宴，更是科技与传统文化的完美结合。下列说法错误的是 A．机器人穿着喜庆的红色棉袄，其中棉花属于天然有机高分子 B．为机器人提供续航的锂电池，轻便稳定，比能量较低 C．机器人的机身应用了碳纤维，是一种含碳量在90%以上的高强度纤维 D．铝合金和钛合金也是制造机器人的重要原材料，钛合金强度高耐腐蚀，铝合金轻质成本低，都是极为重要的金属材料 【答案】B 【解析】A．棉花主要成分是纤维素，属于天然有机高分子，故A正确；B．锂电池通常来说密度小，质量轻，比能量较高，故B错误；C．碳纤维是一种通过物理和化学加工过程得到的含碳量在90%以上的高强度纤维，故C正确；D．钛合金强度高耐腐蚀，铝合金轻质成本低，合金具有硬度大、优良性状、极为重要的金属材料，故D正确；答案选B。 【变式训练3·变考法】（2025·湖北腾云联盟·一模）材料的发展体现了“中国技术”和“中国力量”。下列说法正确的是 A．生产集成电路底板的酚醛树脂属于聚酯类化合物 B．钢的熔点比铁高，硬度比铁大，而铁的用途更广泛 C．量子通信材料螺旋碳纳米管TEM属于胶体分散系，该材料具有较强的吸附能力 D．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素” 【答案】D 【解析】A．酚醛树脂是由酚类和甲醛缩聚成的，不含酯基，不属于聚酯，A错误；B．合金熔点一般低于成分金属而硬度大于成分金属，钢的熔点比铁低，B错误；C．碳纳米管属于碳单质，不是胶体分散系，C错误；D．稀土金属能大大改善合金的性能，使得合金性能更为优良，因而稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”，D正确；故选：D。 考向2 金属的冶炼 例2 (2024·黑龙江大庆中学模拟)《天工开物》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是 A．金属冶炼方法由金属活动性决定 B．熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差 C．炒铁是为了降低铁水中的碳含量 D．该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工 【答案】B 【解析】活动性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活动性决定，A正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性好，B错误；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，C正确；该冶炼方法和近代往生铁水吹空气炼钢，都是利用空气中O2氧化碳元素，其原理基本相同，D正确。 思维建模 金属冶炼的方法 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO做还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2做还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 【变式训练1·变载体】（2025高三上·山东菏泽·阶段练习）中国古代的下列发明创造中，不涉及氧化还原反应的是 A．曾青(CuSO4)得铁则化铜 B．用铁矿石炼铁 C．用明矾除去铜器上的铜锈 D．用硫磺漂白织物 【答案】C 【解析】判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是反应中是否有元素的化合价发生改变，有元素的化合价发生改变的反应为氧化还原反应，据此分析解题：A．曾青(CuSO4)得铁则化铜，反应为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，涉及氧化还原反应，A不合题意；B．用铁矿石炼铁，该反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，涉及氧化还原反应，B不合题意；C．用明矾除去铜器上的铜锈，原理是明矾水解呈酸性，Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，再酸与铜锈反应，Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，未涉及氧化还原反应，C符合题意；D．用硫磺漂白织物，反应原理为：S+O2SO2，再利用SO2的漂白性，涉及氧化还原反应，D不合题意；故答案为：C。 【变式训练2·变考法】（2025高三上·江苏南通·阶段练习）在给定条件下，下列物质间的转化可以实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．碘单质氧化性较弱，和铁反应生成碘化亚铁，氯气氧化性较强，将碘化亚铁氧化为氯化铁，A正确； B．碳酸镁和盐酸反应生成氯化镁，电解氯化镁溶液得不到镁单质，电解熔融氯化镁生成镁单质，B错误；C．氧化铝和盐酸反应生成氯化铝，氯化铝和过量弱碱氨水生成氢氧化铝沉淀，C错误； D．氯化钠和二氧化碳不反应，不能生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解为二氧化碳、水和碳酸钠，D错误；故选A。 【变式训练3·变题型】（2024·浙江衢州·模拟预测）工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如图： 下列说法不正确的是 A．石灰石、纯碱、石英都属于盐，都能与盐酸反应 B．用铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2、冰晶石等 C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：1 D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物 【答案】A 【解析】A．石灰石的主要成分是碳酸钙、石灰石是混合物，不属于盐，纯碱是碳酸钠，属于盐，石灰石和纯碱都能与盐酸反应，石英主要成分是二氧化硅不属于盐，是氧化物，不能与盐酸反应；故A错误；B．由铝土矿制备较高纯度A1，可用氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，过滤后通入二氧化碳生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，电解氧化铝可生成铝，电解时为降低熔点，可加入冰晶石，故B正确；C．制粗硅的反应SiO2+2CSi+2CO↑，反应中二氧化硅为氧化剂，氧化剂反应中被还原，C为还原剂，反应中易被氧化，则被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2：1，故C正确；D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO，Cu、O元素化合价降低，则Cu2S、FeO均是还原产物，故D正确；答案选A。 考向3 金属及其化合物的综合应用 例3（2025•四川泸县五中•二模）白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)，利用白硼钙石制取强还原剂NaBH4的工艺流程如下： 已知H3BO3微溶于水，易溶于乙醇：偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定。下列说法错误的是 A. “滤渣1”的主要成分是SiO2 B. “气体”的主要成分是NO2 C. “操作X”涉及到蒸发浓缩、降温结晶 D. “反应Y”的化学方程式是 【答案】B 【解析】由题干流程图可知，将白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质)粉碎后加入浓硝酸，将Ca转化为Ca(NO3)2、Fe转化为Fe(NO3)3、B转化为H3BO3，SiO2不溶于硝酸，过滤得到滤液1，主要含有Ca(NO3)2、Fe(NO3)3，和滤渣主要含有SiO2和H3BO3，向滤渣中加入乙醇进行醇浸过滤得到滤渣1，主要成分为SiO2，滤液中含有H3BO3的酒精溶液，向滤液中加入NaOH溶液进行水浴加热，将H3BO3转化为NaBO2，将乙醇蒸馏出来后，对滤液进行蒸发浓缩、降温结晶，过滤干燥，获得纯净的NaBO2固体，将固体NaBO2和MgH2混合反应生成NaBH4和耐火材料即MgO，据此分析解题。A．由分析可知，“滤渣1”的主要成分是SiO2，A正确；B．浓硝酸与白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O、杂质中氧化物反应生成大量的水，故“气体”的主要成分是NO而不是NO2，B错误； C．由题干信息状况，偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，溶解度随温度升高而增大，难溶于乙醇，碱性条件下稳定，故“操作X”涉及到蒸发浓缩、降温结晶，C正确；D．由分析可知，耐火材料为MgO，故“反应Y”的化学方程式是，D正确；故答案为：B。 【变式训练1·变载体】（2025•四川德阳•二模）某工厂用细菌冶金技术处理含金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐。工艺流程如下： 下列说法错误的是 A. “细菌氧化”过程中，FeS2、参加的反应使体系的酸性增强 B. “浸金”中NaCN将Au氧化成从而浸出 C. 矿粉中的铁元素以Fe3+形式进入“滤液”中 D. “沉铁砷”时加碱调节pH，既能生成Fe(OH)3，又能促进含As微粒的沉降 【答案】B 【解析】向含金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)中通入足量空气，并加入稀硫酸，在pH=2的条件下发生细菌氧化，FeS2和FeAsS发生氧化还原反应生成Fe3+和含As微粒，Au不发生反应，过滤得到含Fe3+和含As微粒的滤液和含Au的滤渣，将滤液加碱调节pH，生成Fe(OH)3，并促进含As微粒的沉降，向滤渣中通入空气和NaCN，空气先将Au氧化为Au+，Au+再与CN-结合形成从而浸出，据此回答。A．“细菌氧化” 过程中，FeS2在酸性条件下被氧气氧化，反应的化学方程式可表示为，反应生成了硫酸，使体系的酸性增强，A正确；B．“浸金” 中，NaCN、Au与空气中的O2发生反应，O2作氧化剂将Au氧化，CN-与Au+结合形成从而浸出，并非NaCN将Au氧化，B错误；C．“细菌氧化” 时金属硫化物转化为硫酸盐，且体系中有足量空气，Fe2+会被氧化为Fe3+，所以矿粉中的铁元素以Fe3+形式进入 “滤液” 中，C正确；D．“沉铁砷” 时加碱调节pH，Fe3+会与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀；同时含As微粒在碱性条件下也会发生沉淀，从而促进含As微粒的沉降，D正确； 故选B。 【变式训练2·变考法】（2025·湖北黄冈·三模）高纯的MnCO3可用于制备高性能磁性材料。用如图所示装置，以MnO2为原料制备少量高纯的MnCO3。已知MnCO3 100℃开始分解，Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7。下列说法正确的是 A．提高SO2转化率的措施可以是缓慢通入混合气体、大幅度提高水浴温度 B．向MnSO4溶液中加入NaHCO3时宜分批次加入，边加边搅拌，并监测溶液pH值 C．为确保MnCO3的纯度，MnCO3沉淀还需要水洗、醇洗、高温快速烘干 D．石灰乳的作用是处理尾气，其发生的主要反应是：Ca2++2OH-+SO2 = CaSO3↓+H2O 【答案】B 【解析】A．大幅度提高水浴温度会减小SO2在溶液中的溶解度，不能提高其转化率，A错误；B．分批次加入NaHCO3可以防止反应过于剧烈，监测溶液pH，防止生成Mn(OH)2沉淀，B正确；C．根据已知可知，MnCO3 100℃开始分解，故不可以进行高温快速烘干，C错误；D．书写离子方程式时，石灰乳中Ca(OH)2的不能拆写成离子形式，D错误；故答案选B。 【变式训练3·变题型】（2024·四川德阳·二模）从某铋(Bi)、锌的冶炼厂的高铟烟灰(主要含ZnO、、、、)中提取铟和铋的流程如图： 已知：不溶于稀硫酸；难溶于水。 回答下列问题： （1）“滤液1”中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。 （2）)“酸浸”过程中使用稀硫酸而不用75%的)溶液，其原因是 。 （3）“酸溶”生成的中，Bi元素的化合价为 。 （4）“转化2”时发生反应的化学方程式为 。 （5）“系列操作”的流程如下： 已知：“萃取”时发生反应：(金属阳离子)(有机液)(有机液)；与相似，易水解。 ①试剂X的名称为 ，“萃取”和“反萃取”的目的是 。 ②关于虚线框内的实验步骤，下列说法正确的是 (填标号)。 A．可以提高溶液的浓度 B．烧碱溶液可用纯碱溶液代替 C．需用到分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器 （6）akg的高铟烟灰经上述流程后，得到质量分数为w的产品bg，则高铟烟灰中Bi的百分含量为 (用含a、b、w的计算式表示)。 【答案】（1）Zn2+和Al3+ （2）用75%的硫酸会使SnO2溶解，达不到与ZnO、Fe2O3分离的目的 （3）+3 （4） （5）盐酸 选择性除去锡离子，提纯铟离子，后续可以得到高纯度的铟产品 AB （6） 【解析】（1）由分析可知，滤液1中的阳离子有Fe3+和Zn2+； （2）由题给已知SnO2 不溶于稀硫酸，若用75%的硫酸则使SnO2溶解，达不到与ZnO、Fe2O3分离的目的； （3）“酸溶”生成的(BiO)2SO4中，Bi元素的化合价为+3价； （4）“转化2”时发生反应为氯化铋与氢氧化钠、次氯酸钠转化为NaBiO3，反应化学方程式为：； （5）①要使萃取平衡逆向移动且不能引入新的阴离子，则实际X为盐酸； ②“萃取”和“反萃取”的目的是：选择性除去锡离子，提纯铟离子，后续可以得到高纯度的铟产品； ③A．先将铟转化为沉淀再加盐酸溶解，可以起到富集铟的作用，提高InCl3溶液的浓度，A正确   B．纯碱也可以沉淀铟，所以可以用烧碱溶液代替纯碱溶液，B正确； C．该过程涉及到过滤，不需要用到分液漏斗，C错误； 故选AB。 （6） Bi的质量为g，则高铟烟灰中Bi的百分含量为。 1．(2025·江苏卷，1，3分)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是 A．工业合成氨 B．湿法炼铜 C．高炉炼铁 D．接触法制硫酸 【答案】A 【解析】A项，工业合成氨的反应为N2 和H2 反应生成NH3，氮气是直接反应物，A正确；B项，湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu，反应不涉及氮气，B错误；C项，高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉，但未参与还原铁矿石的主要反应，C错误；D项，接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化，氮气未参与反应，D错误；故选A。 2．（2025年河南高考真题）活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是 A.泥活字 B.木活字 C.铜活字 D.铅活字 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A.泥活字的主要材料是粘土，粘土的主要成分是硅酸盐，A正确；B.木活字主要成分是纤维素，B错误；C.铜活字是铜合金，主要成分是铜，C错误；D.铅活字主要成分是铅，D错误；故选A。 3．(2025·广东卷，15，4分)按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A．a中有化合反应发生，并有颜色变化 B．b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种 C．c中溶液红色刚好褪去时，HCO3-恰好完全反应 D．若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去 【答案】C 【解析】A项，铜和稀硝酸反应，会生成一氧化氮，一氧化氮为无色气体，液面上方有氧气存在，一氧化氮与氧气反应，生成红棕色的二氧化氮，属于化合反应，生成Cu(NO3)2为蓝色，有颜色变化，A正确；B项，b中气体变红棕色时，说明有二氧化氮存在，存在2NO2(g)N2O4(g)的反应，所以所含氮氧化物至少有两种，B正确；C项，酚酞的变色范围是8.2~10，c中溶液红色刚好褪去时，此时溶液可能呈弱碱性，所以不能判断HCO3-是否恰好完全反应，C错误；D项，若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，会生成二氧化硫，二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中，可生成亚硫酸氢钠，溶液显酸性，c中溶液颜色会褪去，D正确；故选C。 4．(2025·江苏卷，11，3分)探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ 取一定量5% CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ  向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是 A．步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4 B．步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+) C．步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D．步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2+ + Fe= Cu +Fe2++4NH3↑ 【答案】B 【解析】A项，步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2，而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2沉淀，过量氨水才会溶解沉淀形成络合物，A错误；B项，步骤Ⅱ中，深蓝色溶液(加入浓氨水)中的Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+络离子而浓度降低，而蓝色溶液(加入稀盐酸)中Cu2+可以自由移动，浓度较高。因此c深蓝色(Cu2+) < c蓝色(Cu2+)，B正确；C项，步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝化。铁在碱性溶液中不易钝化，且后续加入盐酸后有反应发生，说明铁未钝化。真正原因是络合物中Cu2+浓度过低，无法被Fe置换，C错误；D项，步骤Ⅲ中加入盐酸后，H+与NH3结合生成NH4+，导致配合物释放Cu2+，随后Fe与H+反应生成H2(气泡)，并与Cu2+发生置换反应生成Cu，D的反应式未体现H+的作用，与实际反应原理不符，D错误；故选B。 5．(2024·浙江6月卷，5，3分)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( ) A．部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到 B．煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程 C．制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C，可延长保质期 D．加入混凝剂聚合氯化铝，可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒 【答案】B 【解析】A项，根据金属活泼性的不同，可以采用不同的方法冶炼金属，大部分金属(主要是中等活泼的金属)的冶炼是通过高温下发生氧化还原反应来完成的，即热还原法，常用的还原剂有焦炭、CO、H2等，A项正确；B项，煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要发生的反应为C+H2O(g)CO+H2，该过程属于化学变化，B项错误；C项，维生素C(即抗坏血酸)具有还原性，能被氧化成脱氢抗坏血酸，故制作水果罐头时加入维生素C作抗氧化剂，可延长保质期，C项正确；D项，混凝剂聚合氯化铝在污水中能水解成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体能吸附污水中细小悬浮物，使其聚集成较大颗粒而沉降下来，D项正确；故选B。 6．(2024·福建卷，5，4分)从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含SnO32-和HPbO2-。下列说法正确的是( ) A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生Al3+、Zn2+和Zn2+离子 C．“碱溶”时存在反应：Sn+2OH-+O2=SnO32-+H2O D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 【答案】C 【解析】废线路板先机械粉碎，可以增加其反应的接触面积，加入稀盐酸后铝、锌、铁溶解，进入滤液，通入氧气和加氢氧化钠，可以溶解锡和铅，最后电解精炼得到铜。A项，机械粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，A错误；B项，酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的Al3+、Zn2+、Fe2+离子，B错误；C项，“碱溶”时根据产物中SnO32-，存在反应：Sn+2OH-+O2=SnO32-+H2O，故C正确；D项，电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应，逐步溶解，故D错误；故选C。 7．(2024·福建卷，4，4分)用CuCl探究Cu(I)、Cu(II)性质，实验步骤及观察到的现象如下： 该过程中可能涉及反应有： ①CuCl+2NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++Cl-+2H2O ②2[Cu(NH3)2]+=[Cu(NH3)4]2++Cu↓ ③[Cu(NH3)4]2++Cu=2[Cu(NH3)2]+ ④4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O 下列说法错误的是 A．与Cu2+的配位能力：NH3＜OH- B．[Cu(NH3)2]+(aq)无色 C．氧化性：[Cu(NH3)2]+＜[Cu(NH3)4]2+ D．探究过程未发生反应② 【答案】A 【解析】CuCl加入过量氨水生成无色溶液，过程中发生反应CuCl+2NH3·H2O=[Cu(NH3)2]++Cl-+2H2O，其中[Cu(NH3)2]+(aq)为无色，无色溶液在空气中被氧气氧化为蓝色溶液，发生反应4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，其中[Cu(NH3)4]2+(aq)为蓝色，加入铜粉发生反应[Cu(NH3)4]2++Cu=2[Cu(NH3)2]+，放置在空气中又发生反应4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3·H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，溶液又变为蓝色。A项，NH3中由N原子提供孤对电子用于形成配位键，OH-中由O原子提供孤对电子用于形成配位键，电负性O＞N，则O给电子能力弱，则与Cu2+的配位能力：NH3＞OH-，故A错误；B项，[Cu(NH3)2]+(aq)无色，故B正确；C项，氧化剂的氧化性大于氧化产物，由方程式[Cu(NH3)4]2++Cu=2[Cu(NH3)2]+可知，氧化性：[Cu(NH3)2]+＜[Cu(NH3)4]2+，故C正确；D项，探究整个过程未发生反应②，故D正确；故选A。 8．(2024·辽吉黑卷，13，3分)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn，流程如下“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( ) 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) 离子 Zn2+ Cu2+ Cl- 浓度(g·Lˉ1) 145 0.03 1 A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应：2Cu+4H++H2O2=2Cu2++ H2↑+2H2O C．“脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓ D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn 【答案】C 【解析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。A项，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A错误；B项，“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反应的离子方程式为：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，B错误；C项，“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，即Cu的化合价升高，Cu2+的化合价降低，发生归中反应，化学方程式为：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，C正确；D项，脱氯液净化后电解，Zn2+应在阴极得到电子变为Zn，D错误；故选C。 9．(2023·山东卷11，3分)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A．甲室Cu电极为正极 B．隔膜为阳离子膜 C．电池总反应为：Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+ D．NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响 【答案】CD 【解析】A. 向甲室加入足量氨水后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成[Cu(NH3)4]2+，因此甲室Cu电极为负极，故A错误；B项，再原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故B错误；C项，左侧负极是Cu-2e-+4NH3= [Cu(NH3)4]2+，正极是Cu2+-2e-=Cu，则电池总反应为：Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+，故C正确；D项，H3扩散到乙室会与铜离子反应生成[Cu(NH3)4]2+，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故D正确。综上所述，答案为CD。 10．(2023·湖北卷，18)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： （1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_______，装置B的作用为_______。 （2）铜与过量反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为_______；产生的气体为_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为_______。 （4）取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是_______，粗品中X的相对含量为_______。 【答案】（1）具支试管 防倒吸 （2）Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 增强了H2O2的氧化性，既不是氧化剂，又不是还原剂 （3）CuO2 （4）溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 96% 【解析】(1)由图可知，仪器A的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸； (2)根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，故从氧化还原角度说明H+的作用是：既不是氧化剂，又不是还原剂； (3)在该反应中铜的质量m(Cu)=n×，因为，则m(O)=，则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为：，则X为CuO2； (4)滴定结束的时候，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是：溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色；在CuO2中铜为+2价，氧为-1价，根据2CuO2~3I2，，可以得到关系式：2CuO2~3I2~6S2O32-，则n(CuO2)=(1/3)×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol，粗品中X的相对含量为0.0005×96/0.048=96%。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$