2027届高三化学一轮复习 规范练15 铜、金属材料和金属的冶炼

**基本信息** 聚焦铜及其化合物、金属材料、冶炼方法三大核心模块，以选择与实验题结合的方式，构建从性质到应用的知识网络，强化化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |铜及其化合物|3题|性质判断、转化分析、工业流程|从铜青成分（Cu₂(OH)₂CO₃）到Cu₂O歧化反应，构建“性质-转化-应用”逻辑链| |金属材料|3题|应用辨析、性能比较|结合生活实例（硬币、铝制品），关联合金熔点、耐腐蚀性等核心性质| |金属冶炼|2题|方法选择、原理判断|按金属活动性顺序（Na、Ag、Fe、Au）梳理冶炼方法，体现“性质决定冶炼方式”| |综合应用|4题|流程分析、实验探究、成分推断|通过钛制备、胆矾生产等真实情境，融合科学探究与实践能力|

课时规范练15　铜、金属材料和金属的冶炼 A级必备知识练 命题角度1　铜及其化合物的性质与转化 1.(2025·安徽阜阳五校联考)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 2.(2025·辽宁名校联盟联考)氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O,Cu2O与H+发生反应:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是(　　) A.高温时稳定性:Cu2O<CuO B.Cu2O与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂 C.如果溶液中出现蓝色,说明CuO已分解 D.若有14.4 g Cu2O参加反应,则转移电子数为0.2NA 3.(2025·江苏徐州模拟)铜是人类祖先最早应用的金属,随着科学技术的发展不断开发出新的用途,如制印刷电路板等。目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜,部分工业流程如图: 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是 (　　) A.制印刷电路板:Fe3++CuFe+Cu2+ B.电解精炼铜时阳极电极反应式:Cu2++2e-Cu C.上述生产粗铜时发生的化学反应可能有:Cu2S+2CuO4Cu+SO2↑ D.青铜器产生铜绿的过程:2Cu+3H2O+CO2Cu2(OH)2CO3+2H2 命题角度2　金属材料的性能及应用 4.(教材改编题)化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法不正确的是(　　) A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B.合金的熔点一般比其成分金属的熔点高 C.青铜是我国使用最早的合金材料,目前世界上使用量最大的合金材料是钢铁 D.铝比铁活泼,但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀 5.(2025·湖北新八校协作体联考)金属及其化合物以及金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。下列说法正确的是(　　) A.铝制品在日常生活中被广泛应用,常采用化学方法对铝表面进行处理如增加氧化膜厚度,但不能对氧化膜着色 B.铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种,可通过食用动物内脏、蛋类、鱼类或铁强化酱油等方式补充 C.储氢合金能够大量吸收H2,但不与H2形成化学键,因此吸、放氢速率快,可用于以H2为燃料的汽车 D.被称为“冶金工业的维生素”的稀土元素是镧系元素、锕系元素以及钪和钇,它们都位于元素周期表的第ⅢB族 6.(2025·黑龙江齐齐哈尔模拟)金属材料是现代社会生产和生活中不可或缺的重要材料,应用广泛。下列说法错误的是(　　) A.人类最早使用的铁是来自太空的陨铁 B.铝制品表面用铬酸进行化学氧化,可以使氧化膜产生美丽的颜色 C.储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料 D.合金中的元素都是金属元素 命题角度3　金属的冶炼方法及选择 7.(2026·黑龙江牡丹江模拟)下列关于金属冶炼或富集方法的叙述不正确的是(　　) 选项 金属 冶炼或富集方法 A 钠 用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼 B 银 用加热Ag2O的方法冶炼 C 铁 用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物的方法冶炼 D 金 金子比沙子密度大,利用水洗法直接分离而富集 8.(2025·江西宜春期初调研)从石器时代到青铜器时代,再到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是(　　) A.制钠:高温分解NaCl制备Na B.炼铁:用焦炭和空气反应产生的CO2在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 C.制铜:“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”的过程发生置换反应 D.制铝:将Al(OH)3溶于盐酸中,电解所得AlCl3溶液 B级素能提升练 9.(2025·湖南邵阳三校联考)钛(Ti)和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等领域。工业上以钛铁矿(FeTiO3,其中Ti为+4价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示: 钛铁矿硫酸氧钛钛酸(H2TiO3)TiO2TiCl4Ti 已知:TiCl4的熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。下列说法错误的是(　　) A.步骤①的反应过程中元素的化合价没有发生变化 B.步骤③的操作名称是加热或高温煅烧 C.步骤④的反应方程式:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO D.由TiCl4制备Ti的过程中,可以加入氮气作为保护气体 10.(2025·北京东城区一模)实验:把铜丝放入稀硫酸中,无明显现象,再加入双氧水,铜丝表面有少量气泡产生并逐渐增多,一段时间后产生大量气泡,溶液变蓝。下列分析不正确的是(　　) A.依据金属活动性顺序,铜与稀硫酸不能发生置换反应 B.实验中产生的气体能使带火星的木条复燃 C.溶液变蓝的方程式有Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O D.产生大量气泡说明Cu2+起到了催化作用 11.(2025·浙江Z20名校联盟联考)某合金X由常见的两种元素组成。为探究合金X的元素组成和性质,设计并进行如下实验: 下列说法中不正确的是(　　) A.经计算可得,X的化学式为Fe5C B.实验中可用向下排空气法收集无色气体A C.气体A和气体B的成分可能相同 D.滴加H2O2后溶液变红色,涉及反应2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 12.(10分)(2025·山东济南模拟)金属单质及其化合物在生产生活中应用非常广泛,废旧金属的回收利用是重要的研究课题。某学习小组在实验室中模拟利用含铜废料(主要成分为Cu和CuO,还有少量的Al、Fe及其氧化物)生产胆矾,其实验方案如下: 回答问题: (1)上述流程中,将废铜料“研磨”的目的是　　　　　　　　　　　 　。  (2)“碱浸”时Al发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　。  (3)请写出“酸溶”过程中单质铜发生反应的化学方程式:　　　　　　　。  (4)试剂X可以是　　　　　　。  (5)实验证明,溶液D能将I-氧化为I2。某同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,写出该同学的实验方案及结果:  　　　　　　　　　　　　(不要求写具体操作过程)。  参考答案 1.D　解析:铜在空气中长时间放置,会与空气中的氧气、二氧化碳及水反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],则这里的“铜青”是指Cu2(OH)2CO3。 2.B　解析:CuO经高温灼烧生成Cu2O,则高温时Cu2O比CuO稳定,A错误;反应Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O中,铜元素发生歧化反应,Cu2O既是氧化剂又是还原剂,B正确;如果溶液中出现蓝色,不能说明CuO已分解,因为CuO与稀硫酸反应后溶液也呈蓝色,C错误;反应Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O中,1 mol Cu2O完全反应转移1 mol电子,14.4 g Cu2O为0.1 mol,完全反应转移0.1 mol电子,即转移电子数为0.1NA,D错误。 3.C　解析:制印刷电路板时Cu与Fe3+反应,该反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,A错误;电解精炼铜时粗铜为阳极,粗铜中比Cu活泼的金属如Fe等先放电,Cu后放电,阳极反应式为Fe-2e-Fe2+、Cu-2e-Cu2+(主要)等,精铜为阴极,阴极电极反应式为Cu2++2e-Cu,B错误;题中流程生产粗铜时,Cu2S与O2高温反应可生成CuO和SO2,CuO也可能与未反应的Cu2S在高温下反应生成Cu和SO2,可能的反应为Cu2S+2CuO4Cu+SO2↑,C正确;青铜器产生铜绿的过程:2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3,D错误。 4.B　解析:合金的熔点一般比其成分金属的熔点低,B错误。 5.B　解析:铝制品可通过阳极氧化处理增加氧化膜厚度,并且氧化膜具有多孔结构,能够吸附染料进行着色,因此铝的氧化膜可以着色,A错误;铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种,通过食用动物内脏、蛋类、鱼类或铁强化酱油等方式补充铁元素是合理的,B正确;储氢合金吸收氢气时通常形成金属氢化物(涉及化学键),C错误;稀土元素包括镧系元素及钪、钇,均位于第ⅢB族,锕系元素属于放射性元素,不属于稀土元素,D错误。 6.D　解析:合金中也可以有非金属元素,D错误。 7.A　解析:电解食盐水会生成NaOH、Cl2和H2,无法得到金属钠,A错误;Ag2O受热易分解为Ag和O2,B正确;工业炼铁通过CO在高温下还原铁矿石中的氧化物(如Fe2O3),C正确;金的密度远大于沙子,水洗法利用密度差异分离富集金,D正确。 8.C　解析:可通过电解熔融的氯化钠制备钠,A错误;用焦炭和空气中的氧气反应产生的一氧化碳在高温下还原铁矿石中铁的氧化物可得到铁,B错误;“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”描写的是利用铁与硫酸铜置换出金属铜,C正确;电解AlCl3溶液不能得到铝,D错误。 9.D　解析:由题干流程图可知,钛铁矿(FeTiO3,其中Ti为+4价)中加入硫酸,生成硫酸氧钛TiOSO4:FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O,然后TiOSO4发生水解生成钛酸(H2TiO3),H2TiO3经加热或灼烧生成TiO2,TiO2和C、Cl2混合加热发生反应:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,最后用Mg还原TiCl4得到Ti。步骤①的反应为FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O,该过程中元素的化合价没有发生变化,A正确;步骤③的操作名称是加热或高温煅烧,B正确;步骤④的反应方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,C正确;由于N2能与Mg发生反应生成Mg3N2,故由TiCl4制备Ti的过程中,不能用N2作为保护气体,D错误。 10.D　解析:溶液变蓝色,说明酸性条件下,铜被氧化为铜离子,则过氧化氢中氧元素化合价会降低被还原生成水,结合得失电子守恒,反应的方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O,生成的铜离子催化过氧化氢分解生成氧气,或反应放热,温度升高加快过氧化氢分解生成氧气,故铜丝表面有少量气泡产生并逐渐增多,一段时间后产生大量气泡。在金属活动性顺序中铜排在氢之后,依据金属活动性顺序,铜不会与稀硫酸反应,A正确;反应生成氧气,则产生的气体能使带火星的木条复燃,B正确;溶液变蓝的方程式有Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O,C正确;产生大量气泡也可能是反应放热,温度升高,导致过氧化氢分解速率增大,D错误。 11.C　解析:无色无味气体B通入澄清石灰水中产生白色沉淀5.0 g,则B为CO2,沉淀为碳酸钙,物质的量为=0.05 mol,黑色固体为C,根据碳元素守恒,C的质量为0.05 mol×12 g·mol-1=0.6 g;合金X与稀硫酸反应得到无色气体A,A为氢气,向溶液中加NH4SCN溶液无现象,再加H2O2溶液后变红,说明含亚铁离子,故合金X中含Fe,铁的质量为14.6 g-0.6 g=14.0 g,Fe的物质的量为0.25 mol,故合金X的化学式为Fe5C,A正确。无色气体A为氢气,氢气难溶于水且密度比空气小,可用排水法或向下排空气法收集,B正确。气体A为H2,气体B为CO2,二者的成分不同,C错误。亚铁离子被H2O2氧化为铁离子,铁离子与SCN-反应得到红色物质,涉及的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,D正确。 12.答案:(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高浸出率 (2)2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ (3)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O　(4)CuO(合理即可) (5)取少量溶液D,向其中加入适量硫化钠,使铜离子恰好完全沉淀,再加入含碘离子的溶液和淀粉溶液,溶液未变蓝,说明碘离子未被氧化 解析:(1)将废铜料“研磨”,其目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高浸出率。 (2)“碱浸”时,Al和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑。 (3)“酸溶”过程中,单质Cu和O2、H2SO4反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。 (4)加入试剂X调节pH=5.2,目的是使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,为了不引入新的杂质,试剂X可为CuO。 (5)铜离子与硫离子在溶液中反应生成硫化铜沉淀,若先将溶液D中的铜离子全部转化为硫化铜沉淀,再加入含有碘离子的溶液就不可能有I2生成。因此该同学设计的实验方案为取少量溶液D,向其中加入适量硫化钠,使铜离子恰好完全沉淀,再加入含有碘离子的溶液和淀粉溶液,溶液未变蓝,说明碘离子未被氧化。 学科网（北京）股份有限公司 $