第15讲 铜 金属材料 金属冶炼-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版）

优化探究 大单元二　元素及其化合物 专题4　金属元素及其化合物 第15讲　铜　金属材料　金属冶炼 1 [导航·复习目标]　1.了解铜单质及其重要化合物的性质及应用。 2.能分析工艺流程中铜重要化合物的转化关系。3.了解金属冶炼的基本原理和常见方法。 2 考点一　铜及其重要化合物 考点二　金属材料及金属矿物的开发利用 练真题 明考向 课时作业15　铜　金属材料　金属冶炼 3 考点一　铜及其重要化合物 4 1.铜单质 (1)物理性质：___________色固体，具有导电性、导热性和延展性。 梳理 必备知识 紫红 5 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金属单质 O2 ①常温下潮湿的空气中：___________________________ _______________(碱式碳酸铜，绿色) ②在空气中加热：2Cu＋O22CuO(黑色固体) Cl2 ______________________(棕黄色烟) 2Cu＋O2＋CO2＋H2O==== Cu2(OH)2CO3 Cu＋Cl2CuCl2 6 反应物 化学方程式 氧化性酸 浓硫酸 ________________________________________ 浓硝酸 Cu＋4HNO3(浓)====Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 稀硝酸 __________________________________________ 盐 AgNO3溶液 _______________________________ FeCl3溶液 _______________________________ Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋2AgNO3====Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2FeCl3====CuCl2＋2FeCl2 7 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 ___________ ___________ 与酸反应 (H＋) _________________________ Cu2O＋2H＋====Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 _______________________ Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 黑色 砖红色 CuO＋2H＋====Cu2＋＋H2O CuO＋H2Cu＋H2O 8 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用 反应①的化学方程式：________________________。 反应②的离子方程式：_______________________________。 Cu(OH)2CuO＋H2O Cu(OH)2＋2H＋====Cu2＋＋2H2O 9 4.铜盐 (1)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3] 碱式碳酸铜是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为______________________________________。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称___________或___________。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变___________色(生成CuSO4·5H2O)。 (3)铜盐的毒性 Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O 蓝矾 胆矾 蓝 10 (1)铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成CuS。(　　) (2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(　　) (3)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。(　　) (4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。(　　) (5)利用反应Cu2S＋O22Cu＋SO2制取粗铜，反应中被氧化的元素 是Cu。(　　) × × × √ × 11 一、铜及其化合物的性质 1.(2025·河北唐山模拟)部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关 系如图所示。下列说法正确的是(　　) 提升 关键能力 A.a、d均易溶于水 B.b既有氧化性又有还原性 C.常温下，f与单质硫反应生成e D.向固体c中通入H2S气体生成e B 12 解析：a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为CuS，e为Cu2S，f为Cu。 a为CuO，d为CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，A错误；b为Cu2O，Cu的化合价为＋1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，B正确；Cu在常温下不与S反应，需要加热才能反应，C错误；向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS，D错误。 13 2.某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，操作正确且能达 到目的的是(　　) A.将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察溶液的颜色 B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D.将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿 D 14 解析：A项，应将反应完后的液体缓慢倒入盛水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后再伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。 15 二、工艺流程中铜及其化合物的转化 3.(2025·河北衡水模拟)以含有少量杂质Fe的粗铜为原料，制备蓝矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A.“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2 B.气体A为酸性氧化物，可与适量的氧气和水反应生成硝酸，循环利用 C.物质X可以是氨水，且X过量对产物无影响 D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤 A 16 解析：粗铜加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和含有铜离子的溶液，向溶液中加物质X沉淀Fe3＋，过滤，所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾，据此分析。“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，据3Cu＋8H＋＋2N====3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，要使H＋与N的物质的量之比为4∶1(8∶2)，则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3∶2，故A正确；气体A为NO，不属于酸性氧化物，故B错误；若物质X为氨水，则过量氨水会沉淀Cu2＋，即生成Cu(OH)2沉淀，使蓝矾产量降低，故C错误；“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D错误。 17 4.(2025·河北石家庄模拟)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如下。下 列说法错误的是(　　) A.“加热”步骤可选用水浴加热 B.“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收 C.“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3 D.可用盐酸和BaCl2溶液检验“滤液”中是否有C B 18 解析：废铜屑与稀硝酸反应，产生的气体为一氧化氮；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含硝酸铜和硝酸，加入碳酸钠溶液加热，与硝酸、硝酸铜反应，生成硝酸钠和铜盐，再加氢氧化钠溶液调节适当pH，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。“加热”的温度为70 ℃，可选用水浴加热， A正确；“酸浸”产生的气体为NO，与NaOH溶液不反应，不能用NaOH 溶液吸收，B错误；由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3，C正确；C的检验是先加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再往白色沉淀中加入盐酸，沉淀完全溶解，且产生无色无味气体，D正确。 19 考点二　 金属材料及金属矿物的开发利用 20 1.合金 梳理 必备知识 低 21 2.常见金属材料 (1)金属材料包括_____________________。日常使用的金属材料，大多 数属于___________。 (2)几种常见的合金 纯金属和它们的合金 合金 低碳钢 中碳钢 高碳钢 22 青铜 23 金属氢化物　 24 3.金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在形态 (2)金属冶炼的实质：把金属从化合态还原为游离态。 正 25 (3)金属冶炼的方法 26 方法 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO___________；2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还 原法 CO作为还原剂 Fe2O3＋3CO___________(高炉炼铁) H2作为还原剂 WO3＋3H2___________ 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 2Hg＋O2↑ 2Fe＋3CO2 W＋3H2O 27 方法 主要反应原理(举例) 电解法 2Al2O3(熔融)___________ MgCl2(熔融)___________ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 4Al＋3O2↑ Mg＋Cl2↑ 28 (1)合金材料中不可能含有非金属元素。(　　) (2)铝合金的熔点比纯铝的低。(　　) (3)铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如Ca、Mg、Mn等。(　　) (4)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。(　　) (5)电解氯化镁溶液制取金属镁。(　　) (6)电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作用是提高Al的产量。 (　　) × √ × × × × 29 1.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属材料 的说法不正确的是(　　) A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B.锈蚀后的铁制品没有回收价值 C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D.越活泼的金属越难冶炼 提升 关键能力 解析：大多数合金的熔点比其成分金属的熔点低，故A正确；锈蚀后的铁制品除去铁锈后可以回收利用，有利于保护金属资源，故B错误；越活泼的金属，其金属阳离子就越难得到电子被还原，越难冶炼，故D正确。 B 30 2.(2025·江苏苏州适应性考试)下列说法不正确的是(　　) A.硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料 B.贮氢合金的发现和应用，开辟了氢气贮存、运输的新途径 C.“山东舰”上用于舰载机降落拦阻索的是一种特种钢缆，属于新型无机非金属材料 D.不锈钢是一种主要含Fe、Cr、Ni且不易生锈的合金钢 C 31 解析：硬铝是合金，合金的硬度比纯金属大，硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料，故A正确；贮氢合金是高效、安全的储氢载体，其发现和应用，开辟了氢气贮存、运输的新途径，故B正确；“山东舰”上用于舰载机降落拦阻索的是一种特种钢缆，属于金属材料，故C错误；不锈钢不易生锈，主要含有铁、铬、镍和少量的碳，故D正确。 32 3.(2025·河北保定高三期末)下列制备金属单质的方法或原理正确的是 (　　) A.在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B.在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的 D.加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 解析：Mg的金属活动性强，不能用热还原法制备，而应用电解熔融MgCl2的方法制备；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu。 B 33 练真题 明考向 34 1.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是(　　) A.洛阳纸贵　　　　　　 B.聚沙成塔 C.金戈铁马 D.甘之若饴 解析：纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是二氧化硅，不是金属材料，B错误；金和铁都是金属，C正确；甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料，D错误。 C 35 2.(2024·江西卷)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验 步骤如图。下列说法错误的是(　　) A.将CPU针脚粉碎可加速溶解 B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行 C.富集后，K[AuBr4]主要存在于滤液中 D.还原步骤中有S生成 C 36 解析：将CPU针脚粉碎，增大与硝酸和水的接触面积，可加速溶解，故A正确；除杂和溶金步骤中会生成污染性气体二氧化氮、一氧化氮，需在通风橱中进行，故B正确；由图示可知，富集后，K[AuBr4]主要存在于滤渣中，故C错误；还原步骤中Na2S2O5作还原剂得到金属单质金，硫元素化合价升高，反应过程中有S生成，故D正确。 37 3.(2021·河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重 大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生 作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(　　) A.钢是以铁为主的含碳合金 B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 C 38 解析：钢是含碳量低的铁合金，故A正确；钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确；由题意可知，“生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢”说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确。 39 4.(2022·海南卷)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如图。 40 回答问题： (1)步骤①的目的是_____________________。  解析：原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污。 除去原料表面的油污 41 (2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成______(填化学式)污染环境。  解析：在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。 SO2 42 (3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为___________________________________。  解析：步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu＋ H2O2＋ H2SO4====CuSO4＋2H2O。 Cu＋H2O2＋H2SO4====CuSO4＋2H2O 43 (4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_______________ ________。  解析：胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤。 胆矾晶体易溶 于水 44 (5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。 ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是____________________________________________。  解析：H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2。 溶液 C 经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 45 ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果___________________________________________________ ______________________________________________________________ (不要求写具体操作过程)。  取滤液D，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，静置后，向上层清液中再加入KI溶液，溶液不变色，I－不能被氧化 46 解析：I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2＋，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色。 47 课时作业15　 铜　金属材料　金属冶炼 48 一、选择题(每小题3分) 1.(2023·上海卷)战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器，青铜 比纯铜更便于制成形态各异的容器的原因是(　　) A.熔点低　　　　　　　 B.密度大 C.硬度大 D.不易被腐蚀 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：青铜为铜、锡、铅等的合金，通常合金的熔点低于成分金属，因此青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器，故答案选A。 A 49 2.(2025·江苏常州二模)在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A 50 解析：由反应Cu2S＋O22Cu＋SO2，可知物质之间的转化能实现，A符合题意；由反应Cu＋Fe2(SO4)3====CuSO4＋2FeSO4，可知物质之间的转化不能实现，B不符合题意；由反应2Cu＋SCu2S，可知物质之间的转化不能实现，C不符合题意；常温下，Cu和浓硫酸不反应，可知物质之间的转化不能实现，D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 51 3.“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世 界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是(　　) A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大 B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀 D.镁铝合金在盐酸中无法溶解 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 D 52 解析：合金是混合物，合金要比其成分金属的熔点低、硬度大，铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大，A正确；铝易被氧化，铝合金应在溶剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被氧化，B正确；镁铝合金中的铝能与氢氧化钠溶液反应，C正确；镁、铝都能与盐酸反应，镁铝合金在盐酸中能溶解，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 53 4.经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，由于整个反应中，只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此，下列说法不正确的是 (　　) A.铝作为燃料，有资源丰富的优势 B.组成合金的几种金属元素都位于元素周期表ⅢA族 C.合金与水反应的总反应式为2Al＋3H2O====Al2O3＋3H2↑ D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 B 54 解析：铝是地壳中含量最多的金属，所以铝作为燃料，有资源丰富的优势，故A正确；铝、镓、铟是周期表第ⅢA族元素，锡是周期表ⅣA族元素，故B错误；整个反应中，只消耗铝，而反应生成Al2O3，则反应的方程式为2Al＋3H2O====Al2O3＋3H2↑，故C正确；含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，且反应只消耗铝，则合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 55 5.(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所 示。下列推断不合理的是(　　) A.可存在c→d→e的转化 B.能与H2O反应生成c的物质只有b C.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基 D.若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 B 56 解析：由图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧 化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物 质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。由 分析可知氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜， 氢氧化铜受热分解生成氧化铜，所以存在c→d→e 的转化，A合理；钠和氧化钠(过氧化钠)都能与H2O反应生成氢氧化钠，B不合理；新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C合理；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D合理。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 57 6.(2025·江苏盐城模拟)钛铁矿( FeTiO3)制取金属钛的流程如图所示(已 知TiCl4为无色液体，极易水解；Ti3＋的还原性强于Fe2＋) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法正确的是(　　) A.钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是＋3价 B.氯化过程中反应2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋6CO＋2TiCl4 C.镁与TiCl4置换时可以用氮气作保护气 D.制取金属钛时可以用Na与TiCl4溶液反应 B 58 解析：FeTiO3中加入焦炭，再通入Cl2，焦炭被氧化为CO，FeTiO3转化为FeCl3、TiCl4；再加入Mg粉，在Ar存在的环境中加热至800 ℃，可制得Ti。Ti3＋的还原性强于Fe2＋，则Fe3＋能将Ti3＋氧化为Ti4＋，所以钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是＋4价，A不正确；氯化过程中，Cl2将C氧化为CO，将Fe2＋氧化为Fe3＋，则发生反应：2FeTiO3＋6C＋7Cl2 2FeCl3＋6CO＋2TiCl4，B正确；镁是活泼的金属元素，能与氮气反应生成氮化镁，则镁与TiCl4置换时不能用氮气作保护气，C不正确；Na能与水反应，则制取金属钛时可以用Na与TiCl4的熔融液反应，不能使用TiCl4的水溶液，D不正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 59 7.新制氢氧化铜存在平衡：Cu(OH)2＋2OH－⥫⥬[Cu(OH)4]2－(深蓝色)。某同学进行下列实验： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法不正确的是 (　　) A.①中出现蓝色沉淀 B.③中现象是Cu(OH)2＋2OH－⥫⥬ [Cu(OH)4]2－正向移动的结果 C.④中现象证明葡萄糖具有还原性 D.对比②和④可知Cu(OH)2氧化性强于[Cu(OH)4]2－ D 60 解析：CuSO4溶液与NaOH溶液反应 可生成蓝色沉淀Cu(OH)2，A正确； 新制Cu(OH)2存在平衡：Cu(OH)2＋ 2OH－⥫⥬[Cu(OH)4]2－，加入NaOH， 氢氧根离子的浓度增大，平衡正向 移动，B正确；③中加入葡萄糖溶液有砖红色的沉淀生成，说明葡萄糖中含有醛基，所以葡萄糖具有还原性，C正确；④中氧化葡萄糖的是[Cu(OH)4]2－，而②中未生成砖红色沉淀，可知氧化性：Cu(OH)2＜[Cu(OH)4]2－，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 61 8.高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1   Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2 62 下列说法错误的是(　　) A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn B.浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出 C.中和调pH的范围为3.2~4.2 D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 D 63 解析：CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应生成CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu， Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)⥫⥬Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 64 度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸出，B正确；根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2，C正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋，因此不利于Cu的生成，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 65 二、非选择题 9.(16分)铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为 原料制备纳米铜粉，Cu2S中铜元素的化合价为______价。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：Cu2S中硫元素为－2价，则铜元素的化合价为＋1价。 ＋1 66 (2)无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成______色晶 体，俗称_____________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：无水CuSO4常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成蓝色硫酸铜晶体，俗称胆矾或蓝矾。 蓝 胆矾或蓝矾 67 (3)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受 热分解可生成黑色的CuO，化学方程式为__________________________ _____________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 Cu2(OH)2CO32CuO＋ CO2↑＋H2O 68 (4)CuCl2常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。 M'的化学式为______。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，铜生成铜离子化合价升高，根据电子守恒可知，M生成M'中铁元素化合价降低，故M'为亚铁离子(Fe2＋)。 Fe2＋ 69 (5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300 ℃，HCl气流中热分 解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是___________________ __________________________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：氯化铜加热水解生成氢氧化铜和挥发性酸，HCl可抑制其水解，CuCl中铜具有还原性，易被空气中氧气氧化，在HCl气流中热分解CuCl2·2H2O可以制备CuCl，其中HCl的作用是用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化。 用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制CuCl2水解的发生，防止CuCl被氧化 70 10.(16分)(2025·江苏南通模拟)CuCl在染色和催化领域应用广泛，某研究小组欲利用如图装置(加热和夹持装置略去)将二氧化硫通入新制氢氧化铜悬浊液中制备CuCl。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 已知：CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，能溶于浓盐酸。 71 实验步骤及现象： ①向C中先加入15 mL 0.5 mol·L－1 CuCl2溶液，再加入0.6 mol·L－1 NaOH溶液30 mL； ②打开A中分液漏斗的活塞产生SO2气体至过量，刚开始C中出现少量淡黄色固体，静置一会儿之后，底部有较多的白色沉淀，上层是淡绿色的溶液； ③将C中混合物过滤、依次用水和乙醇洗涤、烘干，所得固体质量为0.594 g。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 72 回答下列问题： (1)试剂a为浓硫酸，b仪器的名称为_________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：A装置制备SO2，将SO2通入C中反应生成CuCl，D装置中NaOH溶液可以吸收过量的SO2，防止污染空气。 b仪器的名称为蒸馏烧瓶。 蒸馏烧瓶 73 (2)装置B中长颈漏斗的作用是____________________________________ ___________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：装置B中长颈漏斗的作用是允许空气进入，或排出气体，防止装置超压或形成真空。 允许空气进入，或排出气体，防止装置超压或形成真空 74 (3)将SO2通入C中，与新制氢氧化铜悬浊液反应，产生白色固体的离子 方程式为_____________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：CuCl难溶于水，是白色固体，将二氧化硫通入C中，与新制氢氧化铜悬浊液反应，硫元素化合价升高生成硫酸根离子，Cu元素化合价降低生成CuCl，离子方程式为2Cl－＋SO2＋2Cu(OH)2====2CuCl＋S＋2H2O。 2Cl－＋SO2＋2Cu(OH)2====2CuCl＋S＋2H2O 75 (4)小组成员针对步骤②中的现象展开进一步的探究得出： ⅰ.白色沉淀为CuCl。 ⅱ.上层淡绿色溶液中的主要溶质为NaCl和少量Cu。 结论：本实验中较多量的新制氢氧化铜与二氧化硫发生了氧化还原反 应，少量与之发生了复分解反应，二者为竞争关系。试分析主要发生氧 化还原反应的原因______________________________________________ __________________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：新制氢氧化铜具有弱氧化性，SO2具有还原性，二者主要发生氧化还原反应。 新制氢氧化铜具有弱氧化性，SO2具有还原性，二者主要发生氧化还原反应 76 (5)用乙醇洗涤CuCl的优点为____________________________________ _____________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：CuCl难溶于乙醇，乙醇易挥发，有利于CuCl的干燥。 CuCl难溶于乙醇，乙醇易挥发，有利于CuCl的干燥 77 (6)计算该实验中CuCl的产率为______%。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：15 mL 0.5 mol·L－1的CuCl2溶液中，CuCl2的物质的量＝ 0.015 L×0.5 mol·L－1＝0.007 5 mol，完全转化为CuCl，理论上生成CuCl的物质的量为0.007 5 mol，其质量＝0.007 5 mol×99.5 g·mol－1＝0.746 25 g，实验实际所得CuCl固体质量为0.594 g，则CuCl的产率＝×100%≈79.6%。 79.6 78 (7)已知：Cu2O＋2H＋====Cu＋Cu2＋＋H2O，CuCl＋HCl====HCuCl2，HCuCl2CuCl↓＋HCl。若所得CuCl固体中混有少量Cu2O，请补充完除去Cu2O的实验方案： ①向产物中滴加试剂_________，使固体充分溶解，再过滤出杂质；  ②向滤液中加水稀释至不再产生沉淀为止； ③过滤、洗涤、干燥，可得到除去Cu2O后的CuCl固体。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 浓盐酸 79 解析：可向产物中滴加浓盐酸，使固体充分溶解，过滤出杂质后，加水稀释，产生白色沉淀，加水稀释至不再产生沉淀为止，过滤、洗涤、干燥，即可得到除去Cu2O后的CuCl固体。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 80 $$