第四章 第17讲 金属材料及金属冶炼、铜（知识点梳理+限时挑战）-【精讲精练】2026年高考化学一轮复习讲义（新高考通用）

第四章 金属及其化合物 第17讲　金属材料及金属冶炼　铜 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 金属材料及金属冶炼★★★☆☆ 考点2 铜及其化合物★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 限时训练挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　金属材料及金属冶炼 1.金属材料分类 2.合金 3.金属冶炼 (1)金属冶炼的实质 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)金属冶炼的一般方法 冶炼方法 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 热还 原法 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) WO3＋3H2W＋3H2O Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 (铝热法炼铁) 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 4．应用金属活动性顺序表整合金属的性质 金属活 动性顺序　　 K、Ca、 Na Mg Al、Zn Fe、Sn、 Pb(H) Cu、 Hg、Ag Pt、 Au 与O2 反应 常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物 常温下一般生成致密的氧化膜(铁在潮湿的空气中生成疏松的铁锈，不能保护内部金属) 加热 化合 不反应 与H2O 反应 常温下生成碱和氢气 与热 水反 应 有碱存 在与水 反应　 与高温 水蒸气 反应　 不反应　　 与非氧 化性酸 反应 生成盐和氢气 生成盐和氢气 不反应 与盐溶 液反应 先与水反应，生成的碱再与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 【小试牛刀】 微考点1　金属材料的性能及应用 1．(2025·浙江金华检测)合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是(　　) A．生铁容易被腐蚀，可用于炼钢和制造各种铸件 B．钠钾合金常温下呈液态、导热性好，可用于快中子反应堆的热交换剂 C．镁锂合金密度小、硬度和强度大，可用于制造火箭、导弹、航天器等 D．镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件 2．(2025·山东青岛二中检测)歼-20、运-20等装备集体亮相，展示了我国现代化战略空军建设的阶段性成果和军工领域的最新科研成果。航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是(　　) A．金属材料包括纯金属和它们的合金 B．合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低 C．铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能 D．新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域 3．(2024·广西高考适应性考试)下列广西优秀传统工艺品中，主要由合金材料制成的是(　　) A.壮乡铜鼓 B.绣球 C.坭兴陶 D.壮锦 微考点2　金属活动性与冶炼方法的关系 4．(2025·福建五校联考)《天工开物》中记载了铜的开采与冶炼：凡铜砂……淘洗去土滓，然后入炉煎炼，其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，傍通高低二孔，铅质先化，从上孔流出。下列有关说法错误的是(　　) A．“淘洗去土滓”属于原料的富集 B．炼制所得自然铜为合金 C．铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同 D．可用热分解法冶炼铜 5．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是(　　) A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④ 6．《秋浦歌》中的一首“炉火照天地，红星乱紫烟。赧郎明月夜，歌曲动寒川”描写的是我国古代劳动人民“冶炼金属”的热烈场面。下列有关金属冶炼的说法错误的是(　　) A．应用热还原法可以冶炼铁 B．应用铝热法可以冶炼镁 C．应用电解法可以冶炼铝 D．应用热分解法可以冶炼汞 考点2　铜及其化合物 1．铜单质的性质 (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，不能被磁铁吸引。 (2)化学性质 写出图中下列反应的化学方程式： ①在潮湿空气中反应： 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　(绿色固体)。 ②与S反应： 2Cu＋SCu2S　。 写出图中下列反应的离子方程式： ③与稀硝酸反应： 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　；与浓硝酸反应： Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O　。 ④与FeCl3溶液反应： Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋　。 2．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↑ 3．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　。 4．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3名称为 碱式碳酸铜　是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空气中被锈蚀的结果。 (2)CuSO4·5H2O俗称 蓝矾　、 胆矾　。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。 【小试牛刀】 微考点1　铜及其化合物的性质 1．(2025·河北衡水高三检测)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是(　　) A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 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，可得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，可除去铜绿 2．(2025·福建师大附中月考)“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是(　　) A．基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态 B．青铜的熔点低于纯铜 C．青铜器中锡、铅对铜有保护作用 D．可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈 3．(2025·吉林长春二模)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________。 (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________。 (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_____________________________________　___________________________________________________________________。 (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′为________。 (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______________________________　________________________________________________________________________________________________________________________________________。 微考点2　铜及其化合物性质探究及制备实验 4．(2025·山西太原高三检测)实验小组探究Cu和Fe(NO3)3溶液的反应原理。 (1)配制溶液。 用Fe(NO3)3·9H2O标准试剂配制100 mL 0.500 mol·L－1Fe(NO3)3溶液，下列仪器中无需使用的有________(填名称)。 (2)Fe(NO3)3溶液成分探究。 甲同学认为溶质离子主要成分为Fe3＋和NO，乙同学认为还有H＋，于是用________(填仪器名称)测得0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液pH为1.10。 (3)提出假设。 假设ⅰ：________________________，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； 假设ⅱ：NO将Cu氧化，发生反应3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)实验探究。 实验Ⅰ：向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加入过量铜粉并充分振荡，溶液变成深棕色，无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有Fe2＋生成，实验方案为___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 实验Ⅱ：向pH＝1.10的________溶液中加入过量铜粉并充分振荡，无明显现象。 综合实验Ⅰ和实验Ⅱ可知，假设________(填“ⅰ”或“ⅱ”)成立。 (5)查阅资料知，铜粉与Fe(NO3)3溶液可能涉及的反应有： 反应①：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　K＝1062.8(速率很小) 反应②：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　K＝1014.7(速率较大) 反应③：4Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋[Fe(NO)]2＋(深棕色)＋2H2O　K＝1012.8(速率很大) 反应④：[Fe(NO)]2＋(深棕色)===Fe2＋＋NO↑ (ⅰ)对反应①来说，Fe2＋起到的作用为_______________________________； 为验证这一作用，设计实验方案为__________________________________　____________________________________________________________________。 (ⅱ)实验Ⅰ反应中无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋的存在，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 5．(2025·河北衡水高三检测)碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。 试剂：0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液、0.5 mol·L－1 NaOH溶液、0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液各100 mL。 实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH和Na2CO3溶液配比 取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。 编号 1 2 3 4 V[Cu(NO3)2溶液]/mL 2 2 2 2 V(NaOH溶液)/mL 2 2 2 2 V(Na2CO3溶液)/mL 2.8 2.4 2 1.6 沉淀数量 ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋ 沉淀颜色 蓝色 蓝色 浅绿色 浅绿色 注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。 实验2：探究反应温度 按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。 反应温度/℃ 沉淀数量 沉淀颜色 25 ＋＋＋＋ 蓝色 40 ＋＋＋＋ 蓝色 60 ＋ 浅绿色 75 ＋＋ 绿色 80 ＋＋＋ 绿色(少量黑色) 实验3：制备碱式碳酸铜 按最佳物料比取50 mL 0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液和相应体积的0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后，得到2.5 g产品。 请回答下列问题： (1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有____________　_________________________________________________________________。 (2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3的最佳物质的量之比为__________，最佳反应温度为__________，本实验的加热方式为__________。 (3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式： _______________________________________________________________。 (4)实验2中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是______________________________________________________________　____________________________________________________________________。 (5)简述实验3中洗涤沉淀的操作：____________________________________　____________________________________________________________________。 (6)本实验的产率为________%(保留三位有效数字)。 【真题挑战】 1．(2024·黑、吉、辽卷，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·L－1) 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 2．(2024·江西卷，8,3分)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如下图。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SO生成 3．(2021·河北选择考)“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“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“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 4．(2023·辽宁卷，10)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A．“焙烧”中产生CO2 B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 5．(2022·湖北卷，3)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是(　　) A．鎏金工艺利用了汞的挥发性 B．鎏金工艺中金发生了化学反应 C．鎏金工艺的原理可用于金的富集 D．用电化学方法也可实现铜上覆金 【限时训练】（限时：60分钟） [分值：100分] (选择题1~14题，每小题5分，共70分) 1.(2024·湖北孝感模拟)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：鍮石，自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：铜一斤，炉甘石一斤，炼之成(假)鍮石。下列说法错误的是(　　) A.假鍮石比鍮石更方便冲压成型 B.假鍮石的炼制过程会有气体产生 C.假鍮石的主要材质为合金 D.假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应 2.金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是(　　) A.金属在自然界里存在的形式 B.金属元素在地壳中的含量 C.金属阳离子得电子的能力 D.金属熔点的高低 3.“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是(　　) A.铜的金属活动性大于银 B.通过揉搓可提供电解质溶液 C.银丝可长时间保持光亮 D.用铝丝代替银丝，铜也会变黑 4.据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指(　　) A.CuO B.Cu2O C.Cu D.Cu2(OH)2CO3 5.下列铜及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.铜单质具有延展性，可用于传输电流 B.Cu2O的熔、沸点较高，可用于催化反应 C.Cu(OH)2具有氧化性，可用于检验醛基 D.CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒 6.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是(　　) A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—② C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④ 7.(2024·山东模拟预测)镧镍合金是一种具有实用价值的新型储氢合金材料。下列说法不正确的是(　　) A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物 B.镍属于过渡元素，位于元素周期表d区 C.氢能是理想能源，具有来源广、热值高、无污染等优点 D.合金的熔点一定比各成分金属的熔点低 8.(2024·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可以使用氨水，且X过量对产物无影响 D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤 9.金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是(　　) A.用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B.用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti：2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2 C.用Al作还原剂冶炼金属V：3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3 D.用H2作还原剂冶炼金属Ag：Ag2O＋H22Ag＋H2O 10.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　) A.Cu2＋将H2O2还原为O2 B.H2O2既表现氧化性又表现还原性 C.Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂 D.发生了反应：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O 11.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案： 方案Ⅰ：铜铝混合物测量生成气体的体积； 方案Ⅱ：铜铝混合物测量剩余固体的质量。 下列有关判断不正确的是(　　) A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B.若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小 C.溶液A和B均可选用稀硝酸 D.实验室中方案Ⅱ更便于实施 12.钛合金广泛应用于航空航海领域。钛铁矿(其中Ti为＋4价)在高温下经氯化得到四氯化钛，再制取金属钛的流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A.钛合金比纯钛熔点高 B.氯化过程中FeCl3既是氧化产物又是还原产物 C.制取金属钛时，可用CO2替代Ar以隔绝空气 D.若制取1 mol金属钛，则氯化过程中转移电子的物质的量至少为4 mol 13.高铜酸钠NaCuO2是一种黑色难溶于水的固体，酸性或高温条件下不稳定。下列关于该化合物推测不合理的是(　　) A.有较强的氧化性 B.属于钠盐 C.可与酸反应 D.隔绝空气加强热，可能只生成CuO、Na2O 14.用废铜屑(含Cu、CuO、Fe2O3等)制备胆矾的流程如图。 下列说法不正确的是(　　) A.“溶解”时，铜发生反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋===Cu2＋＋2H2O B.“调pH”步骤中，可用Cu2(OH)2CO3代替CuO C.“滤液”中存在：c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2] D.“酸化”时，加入稀硫酸的目的是抑制Cu2＋的水解 15.(12分)用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备Cu2O的一种工艺流程如下： (1)“酸浸”中CuS发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)“调pH”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)“除锰”时，试剂X的最佳选择是　　　　　　(填字母)；这样选择的优点是　　　　　　　　。 A.氨水⁃NH4HCO3混合溶液 B.NH4HCO3固体 16.(18分)(2025·安徽安庆模拟)用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下： 已知：CuFeS2＋3CuCl2===4CuCl＋FeCl2＋2S。 (1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 (2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为　　　　　　　　　　　　　。 (3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是　　　　(填离子符号)。 (4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有　　　　　　　　　　　　　　　　(填化学式)，为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 金属及其化合物 第17讲　金属材料及金属冶炼　铜 学习导航站 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 金属材料及金属冶炼★★★☆☆ 考点2 铜及其化合物★★★☆☆ （星级越高，重要程度越高） 限时训练挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯 考点1　金属材料及金属冶炼 1.金属材料分类 2.合金 3.金属冶炼 (1)金属冶炼的实质 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)金属冶炼的一般方法 冶炼方法 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 热还 原法 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) WO3＋3H2W＋3H2O Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 (铝热法炼铁) 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 4．应用金属活动性顺序表整合金属的性质 金属活 动性顺序　　 K、Ca、 Na Mg Al、Zn Fe、Sn、 Pb(H) Cu、 Hg、Ag Pt、 Au 与O2 反应 常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物 常温下一般生成致密的氧化膜(铁在潮湿的空气中生成疏松的铁锈，不能保护内部金属) 加热 化合 不反应 与H2O 反应 常温下生成碱和氢气 与热 水反 应 有碱存 在与水 反应　 与高温 水蒸气 反应　 不反应　　 与非氧 化性酸 反应 生成盐和氢气 生成盐和氢气 不反应 与盐溶 液反应 先与水反应，生成的碱再与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 【小试牛刀】 微考点1　金属材料的性能及应用 1．(2025·浙江金华检测)合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是(　　) A．生铁容易被腐蚀，可用于炼钢和制造各种铸件 B．钠钾合金常温下呈液态、导热性好，可用于快中子反应堆的热交换剂 C．镁锂合金密度小、硬度和强度大，可用于制造火箭、导弹、航天器等 D．镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件 【答案】A 【解析】生铁用于炼钢和制造各种铸件，是由于生铁具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，A符合题意；钠钾合金用于快中子反应堆的热交换剂，是由于钠钾合金导热性好，B不符合题意；镁锂合金用于制造火箭、导弹、航天器等，是由于镁锂合金具有密度小、硬度和强度大的特点，C不符合题意；镍铬铝铜合金用于制备电路中的精密元件，是由于镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，D不符合题意。 2．(2025·山东青岛二中检测)歼-20、运-20等装备集体亮相，展示了我国现代化战略空军建设的阶段性成果和军工领域的最新科研成果。航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是(　　) A．金属材料包括纯金属和它们的合金 B．合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低 C．铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能 D．新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域 【答案】C 【解析】金属材料包括纯金属和它们的合金，A正确；合金的硬度一般比各成分金属大，熔点一般比各成分金属低，B正确；铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱，C错误；新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，可广泛用于航空航天领域，D正确。 3．(2024·广西高考适应性考试)下列广西优秀传统工艺品中，主要由合金材料制成的是(　　) A.壮乡铜鼓 B.绣球 C.坭兴陶 D.壮锦 【答案】A 【解析】铜鼓由铜合金制成，A正确；绣球由绸布或花布制成，不属于合金材料，B错误；坭兴陶由硅酸盐材料制成，不属于合金材料，C错误；壮锦由棉线或丝线编织而成，不属于合金材料，D错误。 微考点2　金属活动性与冶炼方法的关系 4．(2025·福建五校联考)《天工开物》中记载了铜的开采与冶炼：凡铜砂……淘洗去土滓，然后入炉煎炼，其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，傍通高低二孔，铅质先化，从上孔流出。下列有关说法错误的是(　　) A．“淘洗去土滓”属于原料的富集 B．炼制所得自然铜为合金 C．铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同 D．可用热分解法冶炼铜 【答案】D 【解析】“淘洗去土滓”，使矿石和土分离属于原料的富集，A正确；纯铜为紫红色固体，“自然铜……色似干银泥”为合金，B正确；铜与铅混合物的分离过程中，“铅质先化，从上孔流出”，利用了物质的熔点不同，C正确；不能用热分解法冶炼铜，应用热还原法冶炼铜，D错误。 5．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是(　　) A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④ 【答案】B 【解析】(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确；(Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误；(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确；(Ⅳ)从光卤石中炼镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。 6．《秋浦歌》中的一首“炉火照天地，红星乱紫烟。赧郎明月夜，歌曲动寒川”描写的是我国古代劳动人民“冶炼金属”的热烈场面。下列有关金属冶炼的说法错误的是(　　) A．应用热还原法可以冶炼铁 B．应用铝热法可以冶炼镁 C．应用电解法可以冶炼铝 D．应用热分解法可以冶炼汞 【答案】B 【解析】Mg的还原性强于铝，不能采用铝热法冶炼Mg，可采用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁。 考点2　铜及其化合物 1．铜单质的性质 (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，不能被磁铁吸引。 (2)化学性质 写出图中下列反应的化学方程式： ①在潮湿空气中反应： 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　(绿色固体)。 ②与S反应： 2Cu＋SCu2S　。 写出图中下列反应的离子方程式： ③与稀硝酸反应： 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　；与浓硝酸反应： Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O　。 ④与FeCl3溶液反应： Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋　。 2．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↑ 3．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　。 4．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3名称为 碱式碳酸铜　是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空气中被锈蚀的结果。 (2)CuSO4·5H2O俗称 蓝矾　、 胆矾　。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。 【小试牛刀】 微考点1　铜及其化合物的性质 1．(2025·河北衡水高三检测)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是(　　) A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 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，可得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，可除去铜绿 【答案】D 【解析】Cu与浓硫酸反应后的溶液中可能还存在浓硫酸，不能向其中加水，A错误；Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜器表面的铜绿，D正确。 2．(2025·福建师大附中月考)“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是(　　) A．基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态 B．青铜的熔点低于纯铜 C．青铜器中锡、铅对铜有保护作用 D．可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈 【答案】D 【解析】基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，核外有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15个原子轨道，故核外电子有15种空间运动状态，A正确；合金的熔点一般低于组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，B正确；Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb可形成原电池且Sn、Pb作负极，Cu作正极被保护，C正确；FeCl3会和Cu反应而腐蚀铜器，故不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈，D错误。 3．(2025·吉林长春二模)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________。 (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________。 (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_____________________________________　___________________________________________________________________。 (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′为________。 (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______________________________　________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)＋1 (2)蓝　胆矾(或蓝矾) (3)Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O (4)Fe2＋ (5)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 【解析】(1)Cu2S中硫元素为－2价，则铜元素的化合价为＋1。(2)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。(3)碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳，化学方程式为Cu2(OH)2CO3　2CuO＋CO2↑＋H2O。(4)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，根据得失电子守恒可知，M生成M′中铁元素化合价降低，故M′为亚铁离子(Fe2＋)。(5)氯化铜加热水解生成氢氧化铜和盐酸，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。 【名师点拨】 铜与不同氧化剂反应的产物小结 微考点2　铜及其化合物性质探究及制备实验 4．(2025·山西太原高三检测)实验小组探究Cu和Fe(NO3)3溶液的反应原理。 (1)配制溶液。 用Fe(NO3)3·9H2O标准试剂配制100 mL 0.500 mol·L－1Fe(NO3)3溶液，下列仪器中无需使用的有________(填名称)。 (2)Fe(NO3)3溶液成分探究。 甲同学认为溶质离子主要成分为Fe3＋和NO，乙同学认为还有H＋，于是用________(填仪器名称)测得0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液pH为1.10。 (3)提出假设。 假设ⅰ：________________________，发生反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋； 假设ⅱ：NO将Cu氧化，发生反应3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)实验探究。 实验Ⅰ：向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加入过量铜粉并充分振荡，溶液变成深棕色，无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有Fe2＋生成，实验方案为___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 实验Ⅱ：向pH＝1.10的________溶液中加入过量铜粉并充分振荡，无明显现象。 综合实验Ⅰ和实验Ⅱ可知，假设________(填“ⅰ”或“ⅱ”)成立。 (5)查阅资料知，铜粉与Fe(NO3)3溶液可能涉及的反应有： 反应①：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　K＝1062.8(速率很小) 反应②：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋　K＝1014.7(速率较大) 反应③：4Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋[Fe(NO)]2＋(深棕色)＋2H2O　K＝1012.8(速率很大) 反应④：[Fe(NO)]2＋(深棕色)===Fe2＋＋NO↑ (ⅰ)对反应①来说，Fe2＋起到的作用为_______________________________； 为验证这一作用，设计实验方案为__________________________________　____________________________________________________________________。 (ⅱ)实验Ⅰ反应中无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋的存在，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)(梨形)分液漏斗、球形冷凝管 (2)pH计(或酸度计) (3)Fe3＋将Cu氧化 (4)向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀　HNO3　ⅰ (5)(ⅰ)催化　向实验Ⅱ体系中加入适量FeSO4固体，振荡，溶液出现蓝色　(ⅱ)反应③速率大于反应① 【解析】(1)题中用固体配置100 mL溶液用到的仪器有天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管，所以用不到的仪器是(梨形)分液漏斗、球形冷凝管。(2)使用pH计测量溶液pH为1.10。(3)Fe3＋、酸性条件下的NO均有强氧化性，所以对Cu和Fe(NO3)3反应原理提出假设，可能是Fe3＋或NO将Cu氧化。(4)检验反应中产生Fe2＋，可向上层清液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，则证明含Fe2＋。实验Ⅰ探究Fe3＋能否氧化Cu，实验Ⅱ探究酸性条件下NO能否氧化Cu，根据实验现象可知Fe3＋氧化了Cu，NO没有氧化Cu，所以假设ⅰ成立。(5)由反应历程可知，Fe2＋先参与反应，然后又反应生成，Fe2＋起催化作用，能增大反应速率，向实验Ⅱ溶液中加入Fe2＋，振荡，溶液出现蓝色，可以证明Fe2＋的催化作用。结合题目信息可知，实验Ⅰ向0.500 mol·L－1 Fe(NO3)3溶液中加Cu，无论Cu过量多少，始终都能检测到Fe3＋，是因为反应③速率大于反应①。 5．(2025·河北衡水高三检测)碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。 试剂：0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液、0.5 mol·L－1 NaOH溶液、0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液各100 mL。 实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH和Na2CO3溶液配比 取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。 编号 1 2 3 4 V[Cu(NO3)2溶液]/mL 2 2 2 2 V(NaOH溶液)/mL 2 2 2 2 V(Na2CO3溶液)/mL 2.8 2.4 2 1.6 沉淀数量 ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋ 沉淀颜色 蓝色 蓝色 浅绿色 浅绿色 注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。 实验2：探究反应温度 按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。 反应温度/℃ 沉淀数量 沉淀颜色 25 ＋＋＋＋ 蓝色 40 ＋＋＋＋ 蓝色 60 ＋ 浅绿色 75 ＋＋ 绿色 80 ＋＋＋ 绿色(少量黑色) 实验3：制备碱式碳酸铜 按最佳物料比取50 mL 0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液和相应体积的0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后，得到2.5 g产品。 请回答下列问题： (1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有____________　_________________________________________________________________。 (2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3的最佳物质的量之比为__________，最佳反应温度为__________，本实验的加热方式为__________。 (3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式： _______________________________________________________________。 (4)实验2中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是______________________________________________________________　____________________________________________________________________。 (5)简述实验3中洗涤沉淀的操作：____________________________________　____________________________________________________________________。 (6)本实验的产率为________%(保留三位有效数字)。 【答案】(1)100 mL容量瓶、胶头滴管 (2)2∶2∶1　75 ℃　水浴加热 (3)2NaOH＋Na2CO3＋2Cu(NO3)2===Cu2(OH)2CO3＋4NaNO3 (4)碱式碳酸铜受热分解生成黑色的氧化铜 (5)向过滤器中加入蒸馏水没过沉淀，待蒸馏水自然流下后，重复操作2～3次 (6)90.1 【解析】(2)由实验1数据可知，当Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的体积均为2 mL时，生成的碱式碳酸铜最多，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的浓度分别为0.5 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.25 mol·L－1，则制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3的最佳物质的量之比为2∶2∶1；由实验2数据可知，当温度为75 ℃时，生成的碱式碳酸铜最多，则最佳反应温度为75 ℃，故本实验的加热方式为水浴加热。(6)由反应的化学方程式可知，理论上生成碱式碳酸铜的物质的量为 mol，质量为 g，则本实验的产率为×100%≈90.1%。 【真题挑战】 1．(2024·黑、吉、辽卷，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·L－1) 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】根据题中信息：“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生变化，可知铜屑在酸性环境下被H2O2部分氧化为Cu2＋，在“脱氯”步骤中Cu2＋会将剩余的铜屑氧化为Cu＋，并与锌浸出液中的Cl－生成CuCl沉淀，达到“脱氯”的目的，故“浸铜”时加入的H2O2不能过量，A项错误，C项正确；“浸铜”时H2O2将Cu氧化为Cu2＋的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，B项错误；由题表中信息可知，锌浸出液脱氯、净化后为含大量Zn2＋的溶液，电解时会在阴极产生Zn，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，D项错误。 2．(2024·江西卷，8,3分)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如下图。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SO生成 【答案】C 【解析】粉碎CPU针脚，可增大反应物的接触面积，加速溶解，A项正确；除杂和溶金时都需加入HNO3作氧化剂，HNO3易挥发，且反应生成有毒气体NOx，故需在通风橱中进行，B项正确；第二次减压过滤后，得到的固体被Na2S2O5还原得到金，则富集后K[AuBr4]主要存在于滤渣中，C项错误；还原时，Au元素化合价降低，K[AuBr4]发生还原反应，则Na2S2O5发生氧化反应，S元素化合价升高，生成SO，D项正确。 3．(2021·河北选择考)“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“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“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 【答案】C 【解析】钢是含碳量低的铁合金，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，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，C错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，D正确。 4．(2023·辽宁卷，10)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A．“焙烧”中产生CO2 B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 【答案】B 【解析】“焙烧”过程中发生反应2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，有CO2产生，A正确；“焙烧”过程中铁元素被氧化生成Fe2O3，滤渣的主要成分为氧化铁，B错误；滤液①中主要溶质为Na2CrO4，Cr元素主要存在形式为CrO，C正确；淀粉水解生成的葡萄糖具有还原性，能将CrO还原为Cr(OH)3，D正确。 5．(2022·湖北卷，3)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，使金附着在器物表面。下列说法错误的是(　　) A．鎏金工艺利用了汞的挥发性 B．鎏金工艺中金发生了化学反应 C．鎏金工艺的原理可用于金的富集 D．用电化学方法也可实现铜上覆金 【答案】B 【解析】加火除汞，说明汞易挥发，A正确；将金溶于汞中制成“金汞漆”，然后加热，汞挥发后留下金，整个过程中没有新物质生成，属于物理变化，B错误；将金溶于汞中，然后再加火除汞，使得金的纯度增大，所以可以用于金的富集，C正确；用电化学方法，铜作阴极，电解液中含有可溶性的金离子，也可实现铜上覆金，D正确。 【限时训练】（限时：60分钟） [分值：100分] (选择题1~14题，每小题5分，共70分) 1.(2024·湖北孝感模拟)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：鍮石，自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：铜一斤，炉甘石一斤，炼之成(假)鍮石。下列说法错误的是(　　) A.假鍮石比鍮石更方便冲压成型 B.假鍮石的炼制过程会有气体产生 C.假鍮石的主要材质为合金 D.假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应 【答案】A 【解析】鍮石是纯铜，假鍮石是铜锌合金，合金硬度比其成分金属的大，假鍮石硬度大相对不方便冲压成型，A错误，C正确；假鍮石炼制过程涉及反应：ZnCO3ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C2Zn＋CO2↑等，有气体生成，B、D正确。 2.金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是(　　) A.金属在自然界里存在的形式 B.金属元素在地壳中的含量 C.金属阳离子得电子的能力 D.金属熔点的高低 【答案】C 【解析】不同的金属有不同的冶炼方法，金属的冶炼方法根据金属的活动性强弱确定，即根据金属阳离子得电子的能力确定，故C项正确。 3.“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是(　　) A.铜的金属活动性大于银 B.通过揉搓可提供电解质溶液 C.银丝可长时间保持光亮 D.用铝丝代替银丝，铜也会变黑 【答案】D 【解析】根据金属活动性顺序，铜的金属活动性大于银，A项正确；通过揉搓，手上的汗水可提供电解质溶液(氯化钠等水溶液)，B项正确；氧化的银丝发生还原反应，氧化银转化为单质银，单质银活动性比铜弱，可长时间保持光亮，C项正确；铜的活动性比铝弱，氧化铝不能被铜还原为单质铝，因此铜不会变黑，D项错误。 4.据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指(　　) A.CuO B.Cu2O C.Cu D.Cu2(OH)2CO3 【答案】D 【解析】铜在空气中长时间放置，会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，则这里的“铜青”是指Cu2(OH)2CO3。 5.下列铜及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.铜单质具有延展性，可用于传输电流 B.Cu2O的熔、沸点较高，可用于催化反应 C.Cu(OH)2具有氧化性，可用于检验醛基 D.CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒 【答案】C 【解析】铜单质具有导电性，可用于传输电流，A不符合题意；Cu2O的熔、沸点较高与其作催化剂无因果关系，B不符合题意；已知反应RCHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋RCOONa＋3H2O，反应中Cu(OH)2作氧化剂，具有氧化性，可用于检验醛基，C符合题意；CuSO4能使蛋白质变性，会使人体中毒，故不可用于饮用水消毒，D不符合题意。 6.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是(　　) A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—② C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④ 【答案】B 【解析】(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确；(Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误；(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确；(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。 7.(2024·山东模拟预测)镧镍合金是一种具有实用价值的新型储氢合金材料。下列说法不正确的是(　　) A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物 B.镍属于过渡元素，位于元素周期表d区 C.氢能是理想能源，具有来源广、热值高、无污染等优点 D.合金的熔点一定比各成分金属的熔点低 【答案】D 【解析】镧镍合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，金属氢化物稍稍加热又容易分解，所以可用作储氢材料，A正确；镍是28号元素，属于过渡元素，位于元素周期表d区，B正确；合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，但汞合金的熔点比汞高，D错误。 8.(2024·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可以使用氨水，且X过量对产物无影响 D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤 【答案】A 【解析】“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，据3Cu＋8H＋＋2===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，要使H＋与的物质的量比为4∶1，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；“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误。 9.金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是(　　) A.用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B.用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti：2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2 C.用Al作还原剂冶炼金属V：3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3 D.用H2作还原剂冶炼金属Ag：Ag2O＋H22Ag＋H2O 【答案】D 【解析】电解熔融氯化钠制取金属钠，反应的化学方程式是2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，故A正确；Mg的活泼性大于Ti，可用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti，反应的化学方程式是2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2，故B正确；铝的还原性大于钒，用Al作还原剂可以冶炼金属V，反应的化学方程式是3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3，故C正确；银是不活泼金属，一般采用加热Ag2O的方法冶炼Ag，故D错误。 10.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　) A.Cu2＋将H2O2还原为O2 B.H2O2既表现氧化性又表现还原性 C.Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂 D.发生了反应：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O 【答案】A 【解析】硫酸铜与H2O2溶液首先发生反应产生氧化亚铜，铜元素的化合价降低，硫酸铜作氧化剂，则H2O2作还原剂被氧化成氧气，故A错误；开始过氧化氢被氧化成氧气表现还原性，继续滴加过氧化氢溶液后氧化亚铜转变成铜离子，则过氧化氢又表现氧化性，故B正确；整个过程中反应开始有铜离子参与反应，反应结束时又生成铜离子，铜离子的量没有变化，符合催化剂的特点，故C正确；反应的第二阶段是过氧化氢与氧化亚铜反应产生铜离子的过程，根据价态变化，可知过氧化氢被还原成水，根据化合价升降总数相等可得离子方程式：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，故D正确。 11.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案： 方案Ⅰ：铜铝混合物测量生成气体的体积； 方案Ⅱ：铜铝混合物测量剩余固体的质量。 下列有关判断不正确的是(　　) A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B.若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小 C.溶液A和B均可选用稀硝酸 D.实验室中方案Ⅱ更便于实施 【答案】C 【解析】铜不能与盐酸或NaOH溶液反应，铝能与盐酸或NaOH溶液反应，剩余固体为铜，根据生成的氢气可计算混合物中铝的质量，所以溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液，A正确；若B为浓硝酸时，Al在浓硝酸中钝化生成一层致密的氧化物保护膜，剩余的固体的质量大于混合物中铝的质量，实际测得铜的质量减少，则测得铜的质量分数偏小，B正确；铜、铝均可与稀硝酸反应，方案Ⅱ中反应后不会有剩余固体，不能通过测量剩余固体的质量进行测定，C错误；相对于测定固体质量，测量气体体积操作复杂，而且误差较大，D正确。 12.钛合金广泛应用于航空航海领域。钛铁矿(其中Ti为＋4价)在高温下经氯化得到四氯化钛，再制取金属钛的流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A.钛合金比纯钛熔点高 B.氯化过程中FeCl3既是氧化产物又是还原产物 C.制取金属钛时，可用CO2替代Ar以隔绝空气 D.若制取1 mol金属钛，则氯化过程中转移电子的物质的量至少为4 mol 【答案】B 【解析】一般合金比其成分金属熔点低，A错误；根据得失电子守恒知，氯化过程中发生反应的化学方程式为2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋6CO＋2TiCl4，Fe元素的化合价由＋2价升高为＋3价，而Cl元素的化合价由0价降低为－1价，FeCl3既是氧化产物又是还原产物，B正确；制取金属钛时，选用氩气的目的是隔绝空气，防止Ti、Mg与空气中的成分发生反应，而镁与二氧化碳反应，不能用CO2替代Ar以隔绝空气，C错误；根据氯化过程中发生反应的化学方程式和化合价升降守恒和原子守恒，可知TiCl4~7e－~Ti，若制取1 mol金属钛，氯化过程中转移电子的物质的量至少为7 mol，D错误。 13.高铜酸钠NaCuO2是一种黑色难溶于水的固体，酸性或高温条件下不稳定。下列关于该化合物推测不合理的是(　　) A.有较强的氧化性 B.属于钠盐 C.可与酸反应 D.隔绝空气加强热，可能只生成CuO、Na2O 【答案】D 【解析】NaCuO2中铜元素为＋3价，有较强的氧化性，A项不符合题意；高铜酸钠中含有Na元素，属于钠盐，B项不符合题意；NaCuO2是弱酸盐，可与酸发生反应，C项不符合题意；若只生成CuO、Na2O，元素质量不守恒，D项符合题意。 14.用废铜屑(含Cu、CuO、Fe2O3等)制备胆矾的流程如图。 下列说法不正确的是(　　) A.“溶解”时，铜发生反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋===Cu2＋＋2H2O B.“调pH”步骤中，可用Cu2(OH)2CO3代替CuO C.“滤液”中存在：c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2] D.“酸化”时，加入稀硫酸的目的是抑制Cu2＋的水解 【答案】A 【解析】H2O2在离子方程式中不能拆开，A错误；加入CuO的目的是调节pH，使Fe3＋沉淀，加入Cu2(OH)2CO3能起到相同的作用，B正确；“滤渣”不含Cu(OH)2，“滤液”中存在：c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]，C正确；由于Cu2＋能水解，故加入稀硫酸的目的是抑制Cu2＋的水解，D正确。 15.(12分)用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备Cu2O的一种工艺流程如下： (1)“酸浸”中CuS发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)“调pH”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)“除锰”时，试剂X的最佳选择是　　　　　　(填字母)；这样选择的优点是　　　　　　　　。 A.氨水⁃NH4HCO3混合溶液 B.NH4HCO3固体 【答案】(1)CuS＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋Cu2＋＋S＋2H2O (2)将Fe3＋转化为Fe(OH)3除去 (3)A　只使用NH4HCO3固体时会有二氧化碳放出，导致碳元素利用率低，且有液体外溢的危险，而选用氨水⁃NH4HCO3混合溶液可避免这种情况 16.(18分)(2025·安徽安庆模拟)用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下： 已知：CuFeS2＋3CuCl2===4CuCl＋FeCl2＋2S。 (1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 (2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为　　　　　　　　　　　　　。 (3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是　　　　(填离子符号)。 (4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有　　　　　　　　　　　　　　　　(填化学式)，为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)CuFeS2＋3FeCl3===CuCl＋4FeCl2＋2S　(2)Fe2O3　(3)Cu2＋ (4)HCl和CuCl2　0.5 mol (5)会产生污染环境的气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可) 【解析】(2)FeCl2溶液在加热蒸干、灼烧过程中，Fe2＋水解且被氧化，最终得到Fe2O3固体。(3)[CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH其发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。(4)由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1 mol CuFeS2溶解需要3 mol CuCl2，生成4 mol CuCl，4 mol CuCl最终歧化生成2 mol Cu和2 mol CuCl2，此时还需要补充1 mol CuCl2。则生成1 mol Cu需要补充0.5 mol CuCl2。(5)高温需要消耗能量，生成SO2会污染大气。 学科网（北京）股份有限公司 $