第4章 第14讲 铜 金属材料 金属冶炼（教师用书word）-【金版新学案】2026年新高考化学高三总复习大一轮复习（双选）

该高中化学讲义紧扣铜及其化合物、金属材料与冶炼高考核心考点，按“性质-制备-应用”逻辑梳理铜单质及化合物颜色、反应规律，金属活动性顺序及冶炼方法，通过考点梳理、微思考辨析、正误判断及真题例题（2022江苏卷等），构建“基础认知-能力应用-高考对接”复习链条，系统突破重点难点。 资料以科学探究为主线设计教学活动，如铜与浓稀硝酸反应速率差异的实验探究（假设验证溶解NO2）、黄铜矿冶炼流程分析，培养学生科学思维与证据推理能力。设置基础判断、实验设计、流程分析分层练习，结合2023-2024年高考真题链接，确保复习高效精准，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

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.铜及其重要化合物的性质及应用 (1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2(OH)2CO3。 (2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。 (3)新制的Cu(OH)2常用来检验醛基。 (4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验H2O。 (5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。 (6)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为会产生污染性气体SO2且H2SO4的利用率低。 (7)Cu＋的性质 ①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。 学生用书⬇第78页 ②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，如Cu2O中加入稀H2SO4的离子方程式：Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O。 【微思考】　设计方案，证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O。 提示：向所得红色固体中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。 【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·湖南长沙一模)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(　　) A.a、d均易溶于水 B.b既有氧化性又有还原性 C.加热条件下f与单质硫反应生成d D.向固体c中通入H2S气体生成e 答案：B 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，故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，故B正确；Cu与硫加热时生成Cu2S，故C错误；向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS和水，故D错误。 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。 学生用书⬇第79页 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。 考点二　金属材料及金属冶炼 1.金属材料分类 2.合金 3.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 (　　) 5.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al (　　) 答案：1.√　2.×　3.×　4.√　5.× 学生用书⬇第80页 1.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　　) A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn B.用H2还原Fe2O3可得到Fe C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu D.Ag2O直接热分解可得到Ag 答案：C 解析：根据金属活动性顺序可知，可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活动性顺序可知，可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。 2.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＋3CuCl24CuCl＋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　　　　　　　　　　　　　， 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＋3FeCl3CuCl＋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)高温耗能更高，生成SO2会污染大气。 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 (　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)× 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 $