4.6 第14讲 铜 金属材料 金属冶炼（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中化学高考复习讲义紧扣铜及其化合物、金属材料、金属冶炼三大高考核心考点，按“性质-制备-应用”逻辑梳理铜单质及化合物的转化关系，金属材料分类与合金特性，金属冶炼方法与原理，通过考点梳理、正误判断、例题解析、真题演练四环节，构建系统复习路径，助力学生突破重点难点。 资料以实验探究驱动知识内化，如设计铜与浓硫酸反应装置分析、硝酸浓度对反应产物影响的探究实验，培养科学探究与实践能力，结合2023-2024年高考真题强化实战，通过物质转化关系图构建化学观念，设置分层练习，帮助教师精准把控复习节奏，有效提升学生应考能力。

第14讲　铜　金属材料　金属冶炼 【复习目标】　1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动性顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 考点一　铜及其化合物 1.熟记铜及其常见化合物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色 2.金属铜的化学性质 (1)常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2(OH)2CO3。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋SCu2S。 ②铜与FeCl3溶液反应：Cu＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2。 ③铜丝与浓H2SO4加热反应：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 ④铜丝与浓HNO3反应：Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ⑤铜丝与稀HNO3反应：3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 3.铜的氧化物的性质 名称 氧化铜 氧化亚铜 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↑ 4.氢氧化铜的性质 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O。 与乙醛反应③的离子方程式：2Cu(OH)2＋CH3CHO＋OH－Cu2O↓＋CH3COO－＋3H2O。 5.铜盐的性质 铜盐属于重金属盐，铜盐溶液有毒，能使蛋白质变性。 (1)CuSO4 ①无水CuSO4为白色固体，遇水生成CuSO4·5H2O变为蓝色，可用无水CuSO4检验少量的水。 ②CuSO4·5H2O俗称胆矾(或蓝矾)，胆矾与石灰乳混合配制农药“波尔多液”，波尔多液是一种良好的杀菌剂，可以用来防治病虫害。 ③CuSO4溶液常用于除去H2S气体： CuSO4＋H2SCuS↓＋H2SO4。 ④CuSO4溶液中滴加氨水至过量，先后发生的反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2OCu(OH)2↓＋2N；Cu(OH)2＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。 学生用书⬇第76页 (2)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，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。 ①受热易分解：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 ②可溶于稀硫酸：Cu2(OH)2CO3＋4H＋2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。 6.Cu＋的性质 Cu＋在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。利用这一原理可区别Cu和Cu2O：向某红色固体中加入稀硫酸(不能用硝酸)，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu，反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋Cu2＋＋Cu＋H2O。 【正误判断】　 1.CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2 (　　) 2.将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀 (　　) 3.CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化 (　　) 4.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4 (　　) 5.过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成 (　　) 答案：1.×　2.√　3.×　4.×　5.× 铜及其化合物的性质和应用 1.某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列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，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 答案：D 解析：A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后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。 2.(2024·天河区二模)部分含铜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.若be＋a，则b既有氧化性又有还原性 B.在加热条件下，c能将乙醇氧化为乙醛 C.a在潮湿的空气中久置会转化为c D.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基 答案：C 解析：a为Cu，b为Cu2O、c为CuO、d为Cu(OH)2、e为＋2价的铜盐；若Cu2OCu2＋＋Cu，反应中＋1价铜转化为＋2价铜和0价铜，则Cu2O既有氧化性又有还原性，A正确；c为CuO，在加热条件下，CuO能将乙醇氧化为乙醛，B正确；铜在潮湿的空气中久置会转化为碱式碳酸铜，而不是氧化铜，C错误；d为Cu(OH)2，新制的Cu(OH)2悬浊液可用于检验葡萄糖中的醛基，D正确；故选C。 铜及其化合物的实验探究 3.[探究一]　硫酸铜可应用于电镀、颜料、医药、农药等方面。下图是探究铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的实验装置图： 回答下列问题： (1)将铜丝下端卷成螺旋状的理由是　　　　　　　　　　　　　。 (2)用化学方程式表示氢氧化钠溶液的作用是　　　　　　　　　　　　　。 (3)装置A中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　。 (4)装置B和装置C分别验证了二氧化硫的　　　性、　　　　性。 [探究二]　某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。 装置(尾气处理装置略) 现象 甲中开始无明显现象，逐渐有小气泡生成，后越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。 乙中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。 (5)乙中反应的速率比甲中的快，原因是　　　　　　　　　　　　　。 (6)针对乙中溶液呈绿色的原因，提出假设： 假设1：Cu2＋的浓度较大所致； 假设2：溶解了生成的NO2。 探究如下：取乙中绿色溶液，分为两等份。 ①取一份于如图所示装置中，向上拉动活塞a，　　　　　　(填现象)，证实乙中溶解了NO2。 ②向另一份溶液加入CuO，若溶液颜色变为　　　，则证实假设1不成立，假设2成立。 答案：(1)增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应速率 (2)SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O (3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)还原　氧化　(5)硝酸浓度大 (6)①试管内液面上方出现红棕色气体　②蓝色 解析：(1)在实验中，将铜丝下端卷成螺旋状能增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应速率；(2)用氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫，二氧化硫为酸性氧化物，和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O；(3)A中铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化 硫、硫酸铜和水，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(4)装置B中酸性高锰酸钾溶液褪色，可证明二氧化硫具有还原性，装置C中硫化氢溶液变浑浊，可证明二氧化硫具有氧化性；(5)乙中反应的速率比甲中的快，原因是硝酸浓度大；(6)①取一份于题图所示装置中，向上拉动活塞a，减小试管中的压强，试管内液面上方出现红棕色气体，证实乙中溶解了NO2；②若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物质，如CuO，物质溶解，使溶液中Cu2＋浓度增大，若溶液变为蓝色，证实假设1不成立，假设2成立。 学生用书⬇第77页 考点二　金属材料及金属冶炼 1.金属材料分类 2.合金 3.几种常见的合金 (1)铁合金：钢是用量最大，用途最广的合金。 (2)铝合金 (3)铜合金 (4)新型合金 4.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↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) WO3＋3H2W＋3H2O Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 【微思考】　(1)根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。 (2)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。写出它们的冶炼对应方法。 提示：(1)K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。 (2)(Ⅰ)—①　(Ⅱ)—③　(Ⅲ)—③　(Ⅳ)—④ 【正误判断】　 1.(2022·江苏卷)青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑 (　　) 2.金属钠的冶炼通过电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也通过电解熔融的AlCl3 (　　) 3.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等 (　　) 4.将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁 (　　) 学生用书⬇第78页 5.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al (　　) 6.合金材料中不可能有非金属元素 (　　) 7.用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 (　　) 8.人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高 (　　) 9.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料 (　　) 答案：1.√　2.×　3.×　4.√　5.×　6.× 7.√　8.×　9.√ 1.《吕氏春秋》二十五卷中记载了铜锡合金的性质：“金(即铜单质)柔锡(即锡单质)柔，合两柔则为刚(即坚硬)，燔(灼烧)之则为淖(液体)”。铜、锡和铜锡合金的熔点如下： 物质 Cu Sn 铜锡合金 熔点/℃ 1 083.4 232 约为800 下列说法错误的是(　　) A.铜锡合金是青铜器的主要成分 B.铜锡合金的熔点较低，比其成分金属均易熔化 C.铜锡合金比纯铜有更好的抗腐蚀性 D.铜锡合金的硬度比纯铜的高 答案：B 解析：青铜属于合金，主要含有铜、锡等金属元素，故青铜器的主要成分是铜锡合金，A正确；由题中数据可知铜锡合金的熔点约为800 ℃，而锡的熔点为232 ℃，故铜锡合金不如锡易熔化，B错误；合金是金属与金属或金属与非金属的混合物，合金抗腐蚀性增强，故铜锡合金比纯铜有更好的抗腐蚀性，C正确；一般合金的硬度比其成分金属的硬度都高，故铜锡合金的硬度比纯铜的高，D正确。 2.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Na、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；Na、Mg的活泼性大于Ti，可用Na、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。 1.正误判断 (1)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 (　　) (2)(2023·全国乙卷)胆矾表面出现白色粉末，是因为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O (　　) (3)(2022·全国乙卷)青铜和黄铜是不同结构的单质铜 (　　) (4)(2024·广东卷)机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 (　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√ 2.(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 答案：C 解析：纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是硅酸盐，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。 3.(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 答案：B 解析：由题图可知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)与H2O反应都能生成氢氧化钠，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。 学科网（北京）股份有限公司 $