第14讲 铜 金属材料 金属冶炼(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中化学高考复习课件聚焦“铜及其化合物、金属材料、金属冶炼”核心考点，依据课程标准要求，通过“必背知识整合”系统梳理铜的性质、冶炼及合金应用，结合近五年高考真题分析，明确“铜的化合物性质”“合金材料判断”等高频考点，归纳性质应用、实验探究、制备流程三大常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于“真题训练+素养培养”的复习策略，如以2025年广东卷“不锈钢针成分判断”真题为例，运用“物质分类-性质推断”科学思维方法解析，通过“微课题”实验探究铜与硝酸反应原理，培养科学探究与实践素养。设“易错点警示”和“答题模板”，帮助学生掌握工业流程题突破技巧，教师可依托课时测评精准把握学情，提升复习效率。

第14讲　铜　金属材料　金属冶炼 第四章　金属及其化合物 高三总复习化学 广东专版 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。 课程标准 考点一　铜及其化合物 考点二　金属材料及金属冶炼 高考真题感悟 内容索引 教考衔接4 课时测评 考点一 铜及其化合物 返回 1.存在及在周期表中的位置 (1)存在：在自然界中大多数铜主要以硫化铜的形式存在，主要是辉铜矿(________)、黄铜矿(___________)和斑铜矿(____________)。铜还以游离态的形式存在，自然铜是一种__________，成分是________。 (2)位置：铜位于元素周期表中第____周期第______族，是人类最早使用的金属之一；铜元素是一种变价的金属元素(___、_____、_____)。 必备知识 整合 Cu2S CuFeS2 Cu5FeS4 含铜矿石 铜单质 四 ⅠB 0 ＋1 ＋2 2.原子结构 (1)铜(Cuprum)是一种金属元素，也是一种__________，化学符号Cu，原 子序数29，原子结构示意图为_____________。 (2)核外电子排布式：________________________或［Ar］_________，价层电子排布式：_________。 3.物理性质：______色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 过渡元素 1s22s22p63s23p63d104s1 3d104s1 3d104s1 紫红 4.化学性质 1 按要求完成下列反应的方程式。 (1)生成铜绿的化学方程式：_____________________________________________(______固体)。 (2)Cu和S反应的化学方程式：__________________。 (3)与浓硫酸共热的化学方程式：__________________________________________。 2Cu＋O2＋CO2＋H2O Cu2(OH)2CO3 绿色 2Cu＋SCu2S Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋ SO2↑＋2H2O 1 (4)与稀硝酸反应的离子方程式：____________________________________________。 (5)与浓硝酸反应的离子方程式：____________________________________________。 (6)与FeCl3溶液反应的离子方程式：_________________________。 3Cu＋8H＋＋2N3Cu2＋ ＋2NO↑＋4H2O Cu＋4H＋＋2NCu2＋＋ 2NO2↑＋2Hz2O Cu＋2Fe3＋2Fe2＋＋Cu2＋ 5.铜的冶炼 (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↑ Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu (3)电解精炼铜 粗铜中铜的含量为99.5％～99.7％，主要含有_________________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作____极，铜在____极上______电子变为______，用纯铜棒作____极，_______在____极上______电子生成____。 Ag、Zn、Fe、Au 阳 阳 失去 Cu2＋ 阴 Cu2＋ 阴 得到 铜 6.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 无水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 7.铜的重要化合物的性质及应用 (1)新制的Cu(OH)2常用来检验______。 (2)无水CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验_____。 (3)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。 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。 醛基 H2O 2 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：取少量所得红色固体于试管中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。 3 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 (　　) × √ × × × 关键能力 提升 考向1 铜及其化合物的性质和应用 1.(2025·广东湛江一模)部分含Cu或Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是 A．若a可与稀盐酸反应生成c，则直接加热蒸干c溶液一定不能得到溶质c B．若存在a→c→f→e转化过程，其中一定包含复分解反应 C．若可用b制备e，其过程中一定能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，再变成红褐色 D．若d能溶解于氨水中，则说明NH3与Cu2＋配位能力大于H2O与Cu2＋配位能力 √ 根据物质的分类与相应化合价的关系，a为Cu或Fe，b为CuO或FeO，c为铜盐或亚铁盐，d为氢氧化铜或氢氧化亚铁，e为氢氧化铁，f为铁盐，g为氧化铁。a与稀盐酸反应生成c，则c溶液为FeCl2溶液，FeCl2溶液直接加热蒸干，其中的二价铁被氧气氧化成三价铁，不能得到溶质FeCl2，A合理； 若存在a→c→f→e转化过程，则可以确定该元素是Fe，那么f→e的转化过程一定为复分解反应，B合理；e是Fe(OH)3，制备Fe(OH)3的方法很多，不一定是Fe(OH)2作原料，C不合理；d可能是Cu(OH)2或Fe(OH)2，能溶解于氨水中的只有Cu(OH)2，形成深蓝色的络合物，说明NH3与Cu2＋配位能力大于H2O与Cu2＋配位能力，D合理。 2.(2025·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 √ 由图可知，a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为CuS，e为Cu2S，f为Cu。由分析可知，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。 考向2 铜及其化合物性质的实验探究 3.在CuSO4溶液中滴加H2O2溶液，以下实验现象可以反复出现。下列说法错误的是 A.CuSO4是催化剂 B.发生了反应： Cu2O＋H2O2＋4H＋2Cu2＋＋3H2O C.CuSO4将H2O2还原为O2 D.H2O2既发生氧化反应又发生还原反应 √ CuSO4 蓝色溶液 气泡及红色 浑浊(Cu2O) 蓝色 溶液 CuSO4先被过氧化氢还原为Cu2O，Cu2O又被过氧化氢氧化为CuSO4，所以CuSO4是催化剂，A正确；第二步Cu2O被过氧化氢氧化为CuSO4，发生反应：Cu2O＋H2O2＋4H＋2Cu2＋＋3H2O，B正确；第一步CuSO4将H2O2氧化为O2，总反应为2H2O22H2O＋O2↑，H2O2中氧元素化合价既升高又降低，H2O2既发生氧化反应又发生还原反应，C错误、D正确。 CuSO4 蓝色溶液 气泡及红色 浑浊(Cu2O) 蓝色 溶液 4.CuCl是一种难溶于水和乙醇的白色固体，见光受热易分解，在酸性溶液中会发生歧化反应：2Cu＋Cu2＋＋Cu。某小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液能否制备CuCl，实验装置如图。下列说法不正确的是 A．a中的液体可以选用稀硝酸 B．若装置乙中有白色沉淀生成，可说明还原性：SO2＞CuCl C．若装置乙中出现了紫红色固体，则说明SO2通入量过多 D．装置丙中CCl4的主要作用是防倒吸 √ 装置甲中硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，装置乙将氨水加入氯化铜溶液中生成氢氧化铜悬浊液，生成的氢氧化铜悬浊液中通入SO2观察两者是否反应，最后用氢氧化钠溶液吸收尾气，同时进行了防倒吸处理。稀硝酸具有氧化性，会氧化亚硫酸钠，无法制备SO2，A错误； 若装置乙中有白色沉淀生成，即有CuCl生成，则表明SO2将Cu(OH)2还原为CuCl，二氧化硫为还原剂，CuCl为还原产物，还原性：SO2＞CuCl，B正确；如果装置乙中有紫红色固体出现，说明有Cu生成，则CuCl发生了歧化反应，即溶液呈酸性，说明SO2通入量过多，C正确；用NaOH溶液吸收SO2需要防倒吸，CCl4的作用即防倒吸，D正确。 考向3 考查铜及其化合物的制备 5.CuCl是一种白色粉末，不溶于水，可用作有机合成的催化剂，并用于颜料、防腐等工业。现以印刷线路板碱性蚀刻液{主要成分为［Cu(NH3)4］Cl2}和酸性蚀刻液{主要成分为H2［CuCl4］}为原料制备CuCl，工艺流程如图： 下列说法错误的是 A．“中和沉铜”发生反应的离子方程式为 ［Cu(NH3)4］2＋＋2Cl－＋2H＋＋Cu2＋＋2H2O2Cu(OH)Cl↓＋4N B．等物质的量的［Cu(NH3)4］Cl2和H2［CuCl4］中σ键之比为4∶1 C．H2SO4在流程中可循环利用 D．当生成49.75 g CuCl时，理论上转移电子0.5 mol √ 印刷线路板碱性蚀刻液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}和酸性蚀刻液{主要成分为H2[CuCl4]}“中和沉铜”，[Cu(NH3)4]2＋转化为碱式氯化铜，过滤后用稀硫酸酸化化浆，得到Cu2＋，加入亚硫酸钠将Cu2＋还原成CuCl，以此解答。由分析可知，“中和沉铜”中，[Cu(NH3)4]2＋转化为碱式氯化铜，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为[Cu(NH3)4]2＋＋[CuCl4]2－＋2H＋＋2H2O2Cu(OH)Cl↓＋4N＋2Cl－，A错误； N—H键和配位键都是σ键，1 mol [Cu(NH3)4]Cl2中含16NA个σ键， 1 mol H2[CuCl4]中含4NA个σ键，等物质的量的[Cu(NH3)4]Cl2和H2[CuCl4]中σ键之比为4∶1，B正确； 由分析可知，“还原”中加入亚硫酸钠将Cu2＋还原成CuCl，发生反应的离子方程式为2Cu2＋＋S＋2Cl－＋H2O2CuCl↓＋2H＋＋S，反应生成的H2SO4可在“酸化化浆”时循环利用，C正确；该流程中Cu元素由＋2价下降到＋1价，49.75 g CuCl的物质的量是0.5 mol，故转移电子0.5 mol，D正确。 6.(2025·广东茂名阶段考试)以含有少量杂质Fe的粗铜为原料，制备蓝矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如下图所示： 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 √ 粗铜加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO、含铜离子和Fe3＋的溶液，往溶液中加物质X沉淀Fe3＋，过滤，所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，当Cu全部转化为CuSO4时，HNO3只作氧化剂，H2SO4体现酸性，反应方程式为3Cu＋2HNO3＋3H2SO43CuSO4＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知理论上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沉淀进而得到［Cu(NH3)4］2＋，使蓝矾产率降低甚至会混入［Cu(NH3)4］SO4杂质，故C错误；由分析知，“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D错误。 返回 考点二 金属材料及金属冶炼 返回 1.金属材料分类 必备知识 整合 铁 铬 2.合金 低 大 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↑ 冶炼方法 主要反应原理(举例) 热还原法 Fe2O3＋3CO______________(高炉炼铁) WO3＋3H2____________ Fe2O3＋2Al_______________ 电解法 2Al2O3(熔融)______________ MgCl2(熔融)_____________ 2NaCl(熔融)______________ 2Fe＋3CO2 W＋3H2O 2Fe＋Al2O3 4Al＋3O2↑ Mg＋Cl2↑ 2Na＋Cl2↑ 1 (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。 提示：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。 1 (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：(Ⅰ)—①　(Ⅱ)—③　(Ⅲ)—③　(Ⅳ)—④ 4.冶炼难熔金属的特殊方法——铝热反应 实验 装置 实验 现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验 装置 实验 结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：________________________ (用化学方程式表示) 原理 应用 ①制取熔点较高、活动性______Al的金属，如铁、铬、锰、钨等； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 弱于 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 2 铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，解答下列关于铝热反应的问题： (1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有___________。 (2)用Fe2O3在一定条件下与Al粉进行铝热反应，则引发铝热反应的操作是______________________________________________。 KClO3、Mg 在混合物上面加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 3 正误判断 (1)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 ( 　) √ × × √ × 考向1 合金性质与金属材料 1.下列文物中，主要材质属于合金的是 关键能力 提升 A．贾湖骨笛 B．后母戊鼎 C．武则天金简 D．四神云气图 √ 贾湖骨笛主要材质为钙质盐类，不是合金，A不符合题意；后母戊鼎是商代青铜器，是铜和锡的合金，B符合题意；武则天金简主体为金，是金属单质，不属于合金，C不符合题意；四神云气图为壁画或织物，属于有机高分子材料，不是合金，D不符合题意。 2.(2025·广东茂名模拟)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是 A．纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度高 B．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹制造领域 C．金属单质在常温下都是银白色 D．合金中至少含两种金属元素 √ 合金的硬度通常比其成分纯金属高，因此纯金属硬度更高的说法错误，故A错误；钛及钛合金具有质轻强度高、耐热、耐腐蚀等特性，广泛应用于航天领域，故B正确；金属单质不全是银白色(如铜为紫红色)，故C错误；合金中可含一种金属和一种非金属元素(如钢含铁和碳)，故D 错误。 考向2 金属的冶炼 3.高锰酸钾在工业生产中广泛用作氧化剂，以软锰矿(主要成分是MnO2含有 Fe2O3和SiO2等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程如图所示： 已知：①“焙烧”中有K2MnO4生成。 ②20 ℃时各物质的溶解度如下表。 下列说法错误的是 A．“焙烧”时，MnO2与KOH反应，其物质的量之比1∶2 B．通入CO2时，理论上生成的MnO2和KMnO4的物质的量之比为1∶2 C．若“焙烧”时加入的KOH过量，则制得的MnO2中混有含Si元素的杂质 D．操作Ⅱ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，滤渣2的主要成分为K2CO3 √ 物质 KMnO4 K2CO3 K2SO4 溶解度/g 6.38 111 11.1 软锰矿(主要成分是MnO2，含有Fe2O3和SiO2等杂质)与KClO3在强碱性条件下焙烧，反应生成氯化钾、锰酸钾和水，反应后的固体加水溶解，得到滤渣为氧化铁和二氧化硅，滤液含有锰酸钾，通入二氧化碳后，在酸性条件下，锰酸钾发生歧化反应得到二氧化锰固体和高锰酸钾、碳酸钾，根据高锰酸钾、碳酸钾的溶解度差别较大，可以采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到高锰酸钾固体和碳酸钾，碳酸钾加入生石灰后，得到氢氧化钾，据以上分析解答。 “焙烧”中有K2MnO4生成，该步骤主要反应的化学方程式为3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O，则MnO2与KOH的物质的量之比为1∶2，A正确；通入CO2后，在酸性条件下，锰酸钾发生歧化反应得到二氧化锰固体和高锰酸钾、碳酸钾，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为3K2MnO4＋2CO22KMnO4＋MnO2＋2K2CO3，理论上生成的MnO2和KMnO4的物质的量之比为1∶2，B 正确； 若“焙烧”时加入的KOH过量，SiO2也能和KOH反应生成K2SiO3，导致制得的MnO2中混有含Si元素的杂质，C正确；据表格中的溶解度，KMnO4的溶解度远小于K2CO3，所以分离KMnO4、K2CO3的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，滤渣2的主要成分为KMnO4，D错误。 4.(2025·黑龙江嫩江县高级中学高三检测)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．工业上用热还原法制得金属Mg、Cu D．加强热使CuO在高温条件下分解制备单质Cu √ Mg的金属活动性强，不能用热还原法制备，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。 5.(2025·北京石景山期末)明朝宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性“工艺百科全书”，其中介绍了锌的冶炼方法：把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐(如图所示)，泥封，“其底铺薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”。 已知：锌的熔点为419 ℃，沸点为907 ℃。 下列说法不正确的是 A．冷凝区中，锌由气态转化为液态，理论上该区温度 控制在419～907 ℃ B．“冷定”后“毁罐”取锌的原因是防止Zn在较高的 温度下被氧化成ZnO C．反应区中，ZnCO3分解生成ZnO和CO2 D．反应区中，C与ZnO发生置换反应得到Zn，C被还原 √ 根据锌的熔点为419 ℃，沸点为907 ℃可知，冷凝区中，锌由气态转化为液态，理论上该区温度控制在419～907 ℃，A正确；Zn在加热时易被氧化，冷却为固体后，“毁罐”取锌是防止Zn在较高的温度下被氧化成ZnO，B正确；反应区中，ZnCO3分解生成ZnO 和CO2，反应的化学方程式为ZnCO3ZnO＋ CO2↑，C正确；反应区中，C与ZnO发生置换反应得到Zn，C被氧化，D错误。 返回 高 考 真 题 感 悟 返回 1.正误判断 (1)(2025·浙江1月选考)硬铝密度小、强度高，抗腐蚀能力强，可用作飞机材料 (　　) (2)(2025·陕、晋、宁、青卷)金属铝具有还原性，可用于冶炼金属 (　　) (3)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 (　　) (4)(2023·全国乙卷)胆矾表面出现白色粉末，是因为CuSO4·5H2O CuSO4＋5H2O (　　) √ √ √ √ 2.(2025·广东卷)中华传统技艺，凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是 √ A．纸哪吒 B．石印章 C．木活字 D．不锈钢针 纸哪吒所用的材料为纸，其主要成分为纤维素，属于有机化合物，A不符合题意；石印章的主要成分为硅酸盐，属于无机化合物，B不符合题意；木活字的主要原料为木材，其主要成分为纤维素，属于有机化合物，C不符合题意；不锈钢针的主要成分为含铁、铬等元素的合金，D符合题意。 3.(2025·湖南卷)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” √ 金属材料包括纯金属及其合金，选项中的不锈钢是铁基合金，属于金属材料，A正确；金刚石是碳的单质，是无机非金属材料，B错误；玄武岩纤维是由火山岩(主要成分为硅酸盐矿物)熔融制成的无机非金属材料，类似于玻璃纤维，不属于金属材料，C错误；玻璃纤维的主要成分是二氧化硅等非金属氧化物，属于无机非金属材料，因此不属于金属材料，D错误。 4.(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 √ 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。 返回 教考衔接4 无机化工微流程的分析应用 返回 1.(2025·甘肃卷)处理某酸浸液(主要含Li＋、Fe2＋、Cu2＋、Al3＋)的部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：2Fe＋3Cu2＋3Cu＋2Fe3＋ B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，Al(OH)3沉淀越完全 C．“氧化”过程中铁元素化合价降低 D．“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质 精研 真题 √ 酸浸液加入铁粉“沉铜”，Fe粉置换出Cu单质，过滤后向滤液中加入NaOH“碱浸”，过滤可得Al(OH)3沉淀，向滤液中加入H2O2，把Fe2＋氧化为Fe3＋，产生Fe(OH)3，再经多步操作，最后加入Na2CO3，得Li2CO3沉淀，据此分析解题。“沉铜”过程中，Fe粉与Cu2＋发生置换反应生成Fe2＋和Cu，正确的离子方程式为Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu，A错误； “碱浸”过程中若NaOH过量，会使Al(OH)3转化为可溶于水的［Al(OH)4］－，B错误；由上述分析知，“氧化”前Fe元素的化合价为＋2价，“氧化”后得到Fe(OH)3沉淀，Fe的化合价升高，C错误；“沉锂”过程中加入Na2CO3后有Li2CO3析出，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D正确。 2.(2025·贵州卷) 贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度 √ 重晶石矿(主要成分为BaSO4)通过一系列反应，转化为BaS溶液；加盐酸酸化，生成BaCl2和H2S气体；在BaCl2溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Ba(OH)2·8H2O；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；Ba(OH)2·8H2O加水溶解后，加入Ti(OC4H9)4，进行合成反应，得到BaTiO3粗品，最后洗涤得到最终产品。 由分析可知，“气体”主要成分为H2S气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A项错误；由分析可知，“系列操作”得到的是Ba(OH)2·8H2O晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确；“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误；“洗涤”时，若使用稀H2SO4，BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4，故不能使用稀H2SO4，D项错误。 3.(2025·广西卷)实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗0.1 mol NH4Cl，在25 ℃、101 kPa下得到2.24 L NH3 B．“反应2”中，每生成0.1 mol NO，转移电子数为0.5NA C．在密闭容器中进行“反应3”，0.1 mol NO充分反应后体系中有0.1NA个NO2 D．“反应4”中，为使0.1 mol NO2完全转化成HNO3，至少需要0.02NA个O2 √ 反应1为实验室制备氨气的反应，方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O，反应2是氨气的催化氧化，方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，方程式为2NO＋O22NO2，反应4为二氧化氮，氧气和水反应生成硝酸，4NO2＋2H2O＋O24HNO3，以此解题。 根据分析可知，每消耗0.1 mol NH4Cl，生成0.1 mol氨气，但是由于气体所处条件为常温、常压，则气体体积大于2.24 L，A错误；根据分析可知，反应2方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O，则每生成 0.1 mol NO，转移电子数为0.5NA，B正确；根据反应3，0.1 mol NO充分反应后生成0.1NA个NO2，但是体系中存在2NO2⥫⥬N2O4，则最终二氧化氮数目小于0.1NA，C错误；根据反应4可知，为使0.1 mol NO2完全转化成HNO3，至少需要0.025NA个O2，D错误。 1.题型特点 无机小流程题是以工艺流程图为载体进行考查的，与填空题中的以工艺流程为载体考查的综合题相对应，但又不完全相同，具有工序一般较短，涉及的物质较少，反应相对简单等特征，是微型的以工艺流程为载体的小综合题，它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确答题。 思维建模 2.四线分析法 (1)试剂线：分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。 思维建模 (2)操作线：分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。 (3)杂质线：分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等。 思维建模 (4)产品线：工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。 思维建模 1.(2025·青海、宁夏、陕西、山西四省区质量检测)利用油脂厂的废铁屑(主要成分为Fe，含有沙土、油污、Fe3O4和FeO等杂质)制备磁性纳米Fe3O4的流程如图所示。 下列说法错误的是 A．H2O2溶液可用O2代替，消耗11.2 L O2，理论上转移的电子数为2NA B．纳米Fe3O4分散在水中可形成胶体，可用丁达尔效应来验证胶体的形成 C．预处理可用热的纯碱溶液，热的纯碱溶液可去除废铁屑中的油污 D．“混合反应”中发生反应的离子方程式为Fe2＋＋2FeOOH＋2OH－Fe3O4＋2H2O 模拟 演练 √ 分析流程图，向废铁屑中加入Na2CO3溶液去除废铁屑表面的油污，分离出浸出液和浸渣。向预处理后的浸渣中加入稀盐酸，Fe、Fe3O4、FeO与盐酸反应，分离后，砂土等不溶物成为酸浸渣，得到含FeCl2、FeCl3的酸浸液，向酸浸液中加入NaOH溶液和H2O2溶液，使铁元素转化为 FeOOH沉淀，将含Fe2＋的溶液与FeOOH在碱性条件下反应生成Fe3O4浊液，对浊液进行多步操作最终得到磁性纳米Fe3O4。未指明气体是否处于标准状况，不能计算转移的电子数，A错误； 未指明气体是否处于标准状况，不能计算转移的电子数，A错误；纳米Fe3O4分散在水中形成胶体，胶体可产生丁达尔效应，B正确；热的纯碱溶液因Na2CO3水解显碱性，能与油污发生皂化反应，从而去除废铁屑表面的油污，C正确；“混合反应”中含Fe2＋的溶液与FeOOH在碱性条件下反应生成Fe3O4浊液，离子方程式为Fe2＋＋2FeOOH＋2OH－Fe3O4＋2H2O，D正确。 2.(2025·四川巴中高三一诊)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 √ 在硫酸溶液中加入氧化剂，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＋＋S＋2Cl－＋H2O2CuCl↓＋S＋2H＋，过滤后得到CuCl粗产品，经洗涤、干燥得到纯净的CuCl。根据分析，X是氧化剂，“溶解”时X可以是热空气或H2O2，A正确；“还原”时发生反应2Cu2＋＋S＋2Cl－＋H2O2CuCl↓＋S＋2H＋，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，B错误； “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；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。 3.(2025·河南五市高三联考)钛合金在航空航天领域有着广泛的应用。一种利用废脱硝催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等成分)提取钛的工艺流程如图所示。下列说法正确的是 A．钛位于元素周期表的ds区 B．上述流程中共涉及4个氧化 还原反应 C．提高铵盐浓度有利于沉钒 D．高温碱浸生成Na2TiO3的离 子方程式为TiO2＋2OH－Ti＋H2O √ 分析流程图，废脱硝催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等成分)和NaOH在高温下碱浸，生成Na2TiO3和钒钨液，Na2TiO3酸浸后生成H2TiO3，焙烧H2TiO3得到TiO2，与Cl2和过量的C加热生成TiCl4，TiCl4与Mg在氩气中发生置换反应，生成Ti，钒钨液用HCl调pH，得到H2WO4和NaVO3，NaVO3加铵盐沉钒，得到NH4VO3，焙烧得到V2O5，处理后得到V。 钛原子序数为22，基态钛原子的价层电子排布式为3d24s2，位于d区，故A错误；上述流程中一共3个氧化还原反应，即二氧化钛生成四氯化钛的反应，四氯化钛和镁的反应，五氧化二钒生成单质钒的反应，故B错误； NaVO3加铵盐沉钒得到NH4VO3，提高铵盐浓度有利于沉钒，故C正确；高温碱浸生成Na2TiO3的离子方程式为2Na＋＋TiO2＋2OH－ Na2TiO3＋H2O，故D错误。 返回 课 时 测 评 返回 1.2025年春晚吉祥物“巳升升”的五官设计取材于青铜器和玉器上的纹样。下列说法正确的是 A．青铜属于纯净物 B．青铜的硬度比纯铜小 C．已知硬玉的化学式为Na2O·Al2O3·4SiO2，它属于氧化物 D．在潮湿空气中，青铜会发生化学反应 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 青铜是铜的合金，含有铜、锡等成分，属于混合物，而非纯净物，A错误；合金的硬度通常高于其单一金属成分，青铜的硬度应比纯铜大，B错误；硬玉的化学式Na2O·Al2O3·4SiO2，属于硅酸盐(可用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成)，而非氧化物，C错误；青铜在潮湿空气中易与氧气、水、二氧化碳等发生反应生成碱式碳酸铜，属于化学反应，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 2.(2025·吉林长春实验中学质检)“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．青铜器中锡、铅对铜有保护作用 B．青铜的熔点低于纯铜的熔点 C．Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3都属于盐类 D．可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器表面的铜锈 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 锡、铅的金属性比铜的金属性强，在形成原电池时，锡、铅作为原电池的负极，能阻止铜失电子，从而保护青铜器中的铜，A正确；青铜为铜、锡、铅的合金，合金的熔点通常低于其成分金属的熔点，所以青铜的熔点低于纯铜的熔点，B正确；Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3中含有Cu2＋和Cl－或C，二者都属于盐类，C正确；Fe3＋具有较强的氧化性，能将Cu氧化为Cu2＋，所以不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器表面的铜锈，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 3.(2025·北京密云二中高三模拟)最近，我国研究人员成功制备出高强度、高导电性、高耐热的铝—锆—钪(Al－Zr－Sc)合金材料，为提升我国绿色铝产业深加工能力提供了支撑。下列说法不正确的是 A．Al是地壳中含量最多的金属元素 B．基态21Sc的简化电子排布式是［Ar］3d14s2 C．Al－Zr－Sc合金比纯金属具有较高的熔点 D．Al－Zr－Sc合金的导电性与自由电子的运动相关 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 Al元素是地壳中含量最多的金属元素，A正确；Sc为21号元素，基态21Sc的简化电子排布式是［Ar］3d14s2，B正确；合金的熔点比组成合金的成分金属的熔点低，C错误；电子的定向移动形成电流，Al－Zr－Sc合金的导电性与自由电子的运动相关，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 4.(2025·内蒙古海拉尔市第二中学期末)新型镁铝合金Mg17Al12具有储氢性能。下列说法正确的是 A．1 mol Mg17Al12与足量盐酸完全反应放出H2的总物质的量为34 mol B．等质量的镁、铝和该镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积(同温同压)由大到小的顺序为V(Al)＞V(合金)＞V(Mg) C．该合金中不存在Al3＋ D．该合金应在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 1 mol Mg、Al分别与足量盐酸完全反应放出H2的物质的量为1 mol、 1.5 mol，因此1 mol Mg17Al12与足量盐酸完全反应放出H2的总物质的量为(1×17＋1.5×12) mol＝35 mol，A错误；设金属的质量均为m g，金属提供电子数越多，生成氢气的体积越大，铝提供电子的物质的量为 mol，镁提供电子的物质的量为 mol，该合金提供电子的物质的量介于～ mol，故等质量的镁、铝和该镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积(同温同压)由大到小的顺序为V(Al)＞V(合金)＞V(Mg)，B正确；在合金中，金属元素通常以原子或离子的形式存在，这些金属原子或离子通过金属键紧密结合在一起，故合金中存在Al3＋，C错误；镁和氮气在一定温度下会发生反应，故不能用氮气作保护气，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 5.(2025·广东深圳一模)部分含Na或Cu物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是 A．存在a→e→g→f→b的转化 B．a与单质硫混合加热，生成物一定是d C．b→c→d转化的每步反应一定是非氧化还原反应 D．g的氯化物溶液蒸干并灼烧可得固体e √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 由题给信息可知，a为Na单质或Cu单质，b为＋1价氧化物，即b是Na2O或Cu2O，e为＋2价氧化物，e为CuO；c为＋1价碱，即c是NaOH；f为＋2价的碱，则f是Cu(OH)2。d为＋1价的盐，d可能是钠盐或亚铜盐，g为＋2价的盐，g是铜盐。若a为Cu，Cu与O2反应生成CuO，CuO与酸反应，可生成＋2价的铜盐；铜盐与可溶性碱反应，生成Cu(OH)2，新制Cu(OH)2与乙醛反应生成Cu2O，可以实现a→e→g→f→b的转化，A项正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 Na与S反应生成Na2S，Cu与S反应生成Cu2S，都是＋1价的盐，B项正确；Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，该反应为氧化还原反应，NaOH和酸反应生成钠盐属于非氧化还原反应，故b→c→d转化的每步反应一定是非氧化还原反应的说法错误，C项错误；g为＋2价铜盐，可以是CuCl2，蒸干溶液过程中CuCl2水解得到Cu(OH)2和HCl，HCl挥发，最终得到Cu(OH)2，灼烧Cu(OH)2得到CuO，说明g的氯化物溶液蒸干并灼烧可得固体e，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 6.一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案： 方案一：ZnH2Cu； 方案二：CuOCuSO4Cu。 大家认为方案二优于方案一，理由是：①节约能源；②Cu产率高；③产品纯净；④操作安全。其中，评价正确的是 A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．①②③④ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 方案一中发生Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑、H2＋CuOCu＋H2O，反应需要加热，且H2还原CuO时需先通H2排出空气，否则易爆炸，反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却，否则Cu又易被氧化，而方案二中发生CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O、CuSO4＋ZnZnSO4＋Cu，消耗原料少，操作安全，产率高，但Cu易混有Zn，则方案二优于方案一，理由是①节约能源；②Cu产率高；④操作安全。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 7.“价—类”二维图是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图。如图是铜元素的“价—类”二维图，下列说法错误的是 A．物质A能与稀硫酸反应生成E B．物质B的化学式为Cu2O C．物质C能与稀硫酸反应生成E D．物质D能与稀硫酸反应生成E √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 A点对应的物质属于单质，铜元素的化合价为零，为铜单质，物质B属于氧化物，铜元素的化合价为＋1，氧元素显－2价，则物质B的化学式为Cu2O；物质C属于氧化物，铜元素的化合价为＋2，氧元素显－2价，则物质C为氧化铜(CuO)；物质D属于碱，铜元素的化合价为＋2价，氢氧根显－1价，则物质D为氢氧化铜，据此分析解题。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 由分析可知物质A为铜单质，铜在金属活动性顺序中排在氢后，则铜不能与稀硫酸反应，故A说法错误；由分析可知物质B的化学式为Cu2O，故B说法正确；由分析可知物质C为氧化铜(CuO)，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜(E)和水，故C说法正确；由分析可知物质D为氢氧化铜［Cu(OH)2］，氢氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜(E)和水，故D说法 正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 8.以含少量Fe3＋的CuCl2为原料制备CuCl的流程如下图所示： CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成配合物Cu(CO)Cl·H2O，结构如图所示。下列叙述错误的是 A．CuCl的盐酸溶液可用于吸收CO，是利用了CuCl的氧化性 B．①中加热有利于Fe(OH)3胶体聚沉，便于与Cu2＋分离 C．②中发生的离子反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－2CuCl D．③用酒精洗涤既可除去晶体表面的杂质离子，又可以加快固体的干燥 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 CuCl的盐酸溶液可用于吸收CO，是因为Cu＋含有空轨道，CO中C原子上的孤电子对可以填充到Cu＋空轨道上，形成配位键，A错误；①中加热使胶体聚沉，避免胶体表面吸附Cu2＋，B正确；②中CuCl2和Cu发生归中反应生成CuCl，发生的离子反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－2CuCl，故C正确；用酒精洗涤可除去晶体表面的杂质离子，并且酒精挥发快，可以加快固体的干燥，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 9.已知CuO高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O。将高温灼烧后的残留物样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列说法不正确的是 A．在高温条件下，Cu2O比CuO更稳定 B．Cu2O与酸反应时，既是氧化剂又是还原剂 C．若样品投入足量稀硫酸中有固体剩余，则说明CuO已分解 D．若有7.2 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 在高温的时候，CuO经高温灼烧生成Cu2O，则在高温条件下氧化亚铜比氧化铜稳定，故A正确；反应Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O中Cu元素的化合价部分从＋1价升高到＋2价，部分降低到0价，则Cu2O既是氧化剂又是还原剂，故B正确；CuO与稀硫酸反应生成可溶的硫酸铜，Cu2O与稀硫酸反应生成可溶的硫酸铜和不溶于酸的Cu，因此若样品投入足量稀硫酸中有固体剩余，则说明CuO已分解，故C正确；反应Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 mol氧化亚铜完全反应转移 1 mol电子，7.2 g Cu2O物质的量为0.05 mol，完全反应转移了0.05 mol电子，转移电子数为0.05NA，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 10.(2025·吉林长春一模)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列说法错误的是 A．高温加热装置中发生的反应为2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2 B．虚线框处宜选择装置乙 C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色 D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A错误；氢气的密度比空气的小，虚线框处宜选择装置乙，故B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 氧化铜与氢气反应生成铜和水，化学方程式为CuO＋H2Cu＋H2O，所以铜丝由黑色变为红色，故C正确；玻璃管中的固体含有Fe3O4，铝粉与Fe3O4 发生铝热反应生成氧化铝和铁单质，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 11.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＋) 下列说法正确的是 A．钛铁矿(FeTiO3)中Ti的化合价是＋3 B．氯化过程中发生反应2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋6CO＋2TiCl4 C．镁与TiCl4置换时可以用氮气做保护气 D．制取金属钛时可以用Na与TiCl4溶液反应 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 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气氛中加热至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； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 镁是活泼的金属元素，在高温下能与氮气反应生成氮化镁，则镁与TiCl4置换时不能用氮气做保护气，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 11 12 13 14 15 12.(2025·北京朝阳高三期末)常温下，除去粗CuSO4溶液中的Fe2＋并电解制铜。 已知：ⅰ．Ksp［Cu(OH)2］＝1.0×10－19.66，Ksp［Fe(OH)3］＝1.0×10－38.54； ⅱ．“氧化”后溶液中离子浓度：c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1、c(Fe3＋)＝0.01 mol·L－1。 下列说法不正确的是 A．加入H2O2、氨水后的溶液pH均增大 B．若未经“除铁”处理，电解时消耗相同电量，会降低得到纯铜的量 C．“除铁”过程调pH＝5，能除去铁而不损失铜 D．调pH＝3时，已经产生Fe(OH)3 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 除去粗CuSO4溶液中的Fe2＋并电解制铜：溶液酸化、加入H2O2氧化 Fe2＋生成Fe3＋，反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，加入氨水调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，过滤得到CuSO4溶液，惰性电极电解CuSO4溶液生成Cu、O2和硫酸，电解反应为2Cu2＋＋ 2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，结合溶度积常数进行计算解答。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 加入H2O2时反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O，此时溶液的酸性减弱，加入氨水时反应为Fe3＋＋3NH3·H2OFe(OH)3↓＋3N，此时溶液的酸性减弱，即溶液pH均增大，故A正确；若未经“除铁”处理，则电解CuSO4、Fe2(SO4)3混合溶液，Fe3＋具有较强氧化性，Fe3＋氧化Cu生成Cu2＋(或Fe3＋优先放电)会降低得到纯铜的量，故B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 “除铁”过程调pH＝5，c(OH－)＝10－14－(－5) mol/L＝10－9 mol/L，此时Q[Cu(OH)2]＝0.1×(10－9)2＝10－19＞Ksp[Cu(OH)2]，Cu2＋部分转化为沉淀，铜有损失，故C错误；调pH＝3时，c(OH－)＝10－14－(－3) mol/L＝ 10－11 mol/L，此时Q[Fe(OH)3]＝0.01×(10－11)3＝10－35＞ Ksp[Fe(OH)3]，Fe3＋部分转化为沉淀，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 13.(12分)部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图1所示，2.50 g胆矾受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图2所示。回答下列问题： (1)将图1中可溶性的f与a同时加入含Cl－的电镀废液中，可将Cl－转化为沉淀而除去，该反应的离子方程式为___________________________。 Cu2＋＋Cu＋2Cl－2CuCl 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 f是铜盐，含有Cu2＋，a是铜单质，铜盐与铜单质同时加入含Cl－的电镀废液中可生成CuCl沉淀，反应的离子方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－2CuCl； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (2)图1中d的新制悬浊液可用于测定血液中葡萄糖的含量，该反应的现象为_______________。 生成砖红色沉淀 图1中d是Cu(OH)2，新制Cu(OH)2悬浊液和葡萄糖反应生成葡萄糖酸盐、砖红色氧化亚铜沉淀，该反应的现象为生成砖红色沉淀。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (3)综合考虑环保和成本，设计由图1中a制备硫酸盐溶液的合理实验方案：____________________________________________________。 将铜单质研磨后充分焙烧转化为CuO，再溶于足量稀硫酸 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 铜和稀硫酸不反应，铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水，综合考虑环保和成本，由Cu单质制备CuSO4溶液的合理实验方案为将铜单质研磨后充分焙烧转化为CuO，再溶于足量稀硫酸中，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (4)结合图2信息推测：b和c中，高温下更稳定的是__________(填化学式)，其理由为_______________________。 Cu2O CuO高温分解为Cu2O b是Cu2O、c是CuO，根据图2可知，温度越高，产物中含氧量越低，所以Cu2O更稳定。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (5)由图2推断：400 ℃时固体物质的化学式为________。 CuSO4 胆矾中CuSO4的质量分数为×100％，2.50 g胆矾中含1.60 g CuSO4，由图2可知：400 ℃时固体物质的化学式为CuSO4； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (6)胆矾中水分子与铜离子的结合方式_______(填“相同”或“不同”)，其理由为____________________________。 不同 在不同温度下分步失去结晶水 根据图示，随温度升高，胆矾逐步失去结晶水，胆矾未在同一温度下同时失去所有结晶水，说明胆矾中水分子与铜离子的结合方式不同。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 14.(12分)(2025·辽宁本溪二模)资料显示，I2可以将Cu氧化为Cu2＋。某小组同学设计实验探究Cu被I2氧化的产物及铜元素的价态。 已知：I2易溶于KI溶液，发生反应I2＋I－⥫⥬(红棕色)；I2和氧化性几乎相同。 将等体积的KI溶液加入m mol铜粉和n mol I2(n＞m)的固体混合物中， 振荡。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 实验记录见下表： 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 (1)初始阶段，Cu被氧化的反应速率：实验Ⅰ__(填“＞”“＜”或“＝”)实验Ⅱ。 ＜ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 I2固体在水中溶解度小，与Cu的接触面积小，反应速率小，I2和氧化性几乎相同，提高KI浓度，有利于提高浓度，与Cu接触更加充分，Cu与的反应速率增大，故反应速率：实验Ⅰ＜实验Ⅱ。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (2)实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有［Cu(H2O)4］2＋(蓝色)或［CuI2］－(无色)，进行以下实验探究： 步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。 步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ①步骤a的目的是__________________________。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 除去，防止干扰后续实验 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 深红棕色溶液中含有，存在平衡I2＋I－⥫⥬，I2易溶于CCl4，多次萃取、分液除去，防止干扰后续实验。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 ②查阅资料，2Cu2＋＋4I－2CuI↓＋I2，［Cu(NH3)2］＋(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化：_________________________________________________________________________________________________________________________。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 ［CuI2］－＋2NH3·H2O［Cu(NH3)2］＋＋2H2O＋2I－、4［Cu(NH3)2］＋＋O2＋8NH3·H2O4［Cu(NH3)4］2＋＋4OH－＋6H2O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 加入氨水，[CuI2]－转化为[Cu(NH3)2]＋，生成的[Cu(NH3)2]＋又被空气中的氧气氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2＋，离子方程式为[CuI2]－＋2NH3·H2O[Cu(NH3)2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O。 编号1 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是_________________________________________。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 2Cu＋I22CuI(或2Cu＋KI32CuI＋KI) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI溶液，_____________________________(填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是______________________________________________________。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 白色沉淀逐渐溶解，溶液为无色 铜与碘的反应为可逆反应(或浓度小未 能氧化全部的Cu) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是2Cu＋I22CuI或2Cu＋KI32CuI＋KI；白色沉淀的主要成分是CuI，加入浓KI溶液，发生反应：CuI＋I－[CuI2]－，可观察到的现象是白色沉淀逐渐溶解，溶液为无色。 编号 c(KI)/(mol·L－1) 实验现象 实验Ⅰ 0.01 极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 0.1 部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 4 I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液仍为深红棕色 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 15.(12分)(2025·湖北襄阳高三期中)CuCl是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如图所示： (1)“浸取”后所得溶液可通入氯气来生产印刷电路板腐蚀液，若消耗标准状况下氯气44.8 L，则转移电子数为_____，检验Fe3＋所用试剂为________________(填写名称)。 4NA 硫氰化 钾溶液 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (2)实验室制取氯气的化学方程式为___________________________________________。 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑ ＋2H2O (3)加入浓盐酸的目的是_________________________________________，发生反应的离子方程式为__________________________。 将CuCl转化为易溶于水的物质实现与S的分离 CuCl＋2Cl－⥫⥬［CuCl3］2－ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成［CuCl3］2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋ 2Cl－(aq)⇌［CuCl3］2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。加入浓盐酸可以使CuCl溶解从而分离出CuCl和S滤渣中的S单质；CuCl溶解的离子方程式为CuCl＋2Cl－⥫⥬［CuCl3］2－。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (4)若用蒸馏水洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的操作是________________________________________________________________________________，最好采用_______“洗涤”。 取最后一次洗涤液于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净 乙醇 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成［CuCl3］2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋ 2Cl－(aq) ⥫⥬［CuCl3］2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。CuCl沉淀上可能有氯离子杂质，检验沉淀是否洗净的方法：取最后一次洗涤液于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净；洗涤过程中为了减少CuCl的损失，加速干燥，可以选择有机溶剂乙醇洗涤。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (5)过滤用到的玻璃仪器是________________________，真空干燥的目的是_____________________________。 烧杯、漏斗、玻璃棒 防止CuCl被空气中的氧气氧化 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成［CuCl3］2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋ 2Cl－(aq) ⥫⥬［CuCl3］2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；CuCl中Cu元素为＋1价，易被空气氧化，真空干燥的目的是防止CuCl被空气中的氧气氧化。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 谢 谢 观 看 第14讲　铜　金属材料　金属冶炼 $