第4章 第15讲 铜 金属材料 金属冶炼（Word练习）-【精讲精练】2027年高考化学一轮复习（人教版）

**基本信息** 以文物情境为载体，系统考查铜及其化合物性质、反应与实验，强化化学观念与科学探究 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |铜及其合金性质|3题（铜镜、青铜面具等）|结合传统文化情境考查成分与腐蚀|从合金组成（铜锡合金）到性质（硬度、电化学腐蚀）的因果关系| |铜的化合物反应|5题（Cu2O、Cu(OH)2等）|氧化还原反应与离子方程式正误判断|基于价态分析（+1、+2价铜）推导物质转化规律| |实验制备与探究|2题（碱式碳酸铜、胆矾）|实验操作与纯度测定|从实验原理（复分解、氧化反应）到操作（洗涤、除杂）的探究逻辑|

说明：选择题每题3分；非选择题共32分；本试卷共62分。 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1．(2026·河北唐山开学考试)“镜相——中国古代铜镜展”在河北博物院精彩开展，种类丰富、制作精良、技艺精湛的铜镜，蕴含着丰富的中国精神与中国智慧。铜镜的主要成分为(　　) A．铜单质 B．铜合金 C．有机物 D．硅酸盐 解析　古代铜镜需要一定硬度和耐用性，主要成分不是铜单质，应是铜合金，故选B。 答案　B 2．(2025·四川绵阳三模)三星堆遗址出土的青铜面具是我国古代青铜文化的杰出代表之一。下列说法中错误的是(　　) A．青铜面具的制作材料青铜是一种合金，主要由铜和锡组成 B．绿色锈蚀层主要成分是碱式碳酸铜，其形成过程属于氧化还原反应 C.青铜面具在潮湿环境中比在干燥环境中更易发生电化学腐蚀 D．青铜面具可用盐酸洗去绿色锈蚀层，而里面的青铜不受影响 解析　铜绿主要成分是Cu2(OH)2CO3，其形成过程用化学方程式表示为：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3，发生的反应属于氧化还原反应；青铜是铜锡合金，在潮湿环境提供电解质，Cu、Sn及电解质溶液会形成原电池，从而会导致电化学腐蚀加速；青铜中的合金元素锡是比较活泼金属，能与盐酸发生置换反应：Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，导致内部腐蚀，故不能使用盐酸清洗青铜面具表面的绿色锈蚀层；故选D。 答案　D 3．2025年元旦期间，天津博物馆举办“天开一统——秦汉文物主题展”，大量市民慕名而来一睹国宝“长信宫灯”芳容。下列说法正确的是(　　) A．动物油脂和柴油都属于酯类物质 B．青铜是一种混合物，其硬度小于纯铜 C．铜锈的颜色为绿色，其主要成分为CuO D．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。鎏金工艺利用了汞的挥发性 解析　柴油不属于酯类物质，A错误；青铜属于合金，一般来说合金的硬度大于纯金属的硬度，因此青铜的硬度大于纯铜，B错误；铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，C错误；中国古代鎏金技术利用汞的挥发性，将金汞漆中的汞去除，D正确。 答案　D 4．(2025·江西九江模拟)铜及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列方程式书写正确的是(　　) A．用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S产生黑色沉淀：Cu2+＋S2-===CuS↓ B．将铅粉加入硫酸铁溶液中：Pb＋SO＋2Fe3+===2Fe2+＋PbSO4 C．CuSO4溶液中加入足量的氨水：Cu2+＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH D．用新制氢氧化铜检验尿糖是否超标：HOCH2(CHOH)4CHO＋Cu(OH)2＋NaOHHOCH2(CHOH)4COONa＋CuO↓＋3H2O 解析　H2S不能拆分为离子，应保留分子式，A错误；Fe3+可氧化Pb生成Pb2+，Pb2+与SO结合为PbSO4沉淀，离子方程式：Pb＋SO＋2Fe3+===2Fe2+＋PbSO4，B正确；CuSO4溶液中加入足量的氨水生成[Cu(NH3)4]2+，离子方程式：Cu2+＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2+＋4H2O，C错误；新制Cu(OH)2在碱性条件下与葡萄糖反应应生成砖红色的Cu2O沉淀，而非CuO，正确方程式应为HOCH2(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHHOCH2(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O，D错误。 答案　B 5．(2025·山东菏泽一模)常温下，高铜酸钠(NaCuO2)是一种黑色难溶于水的固体，有强氧化性，在中性或碱性溶液中稳定存在，在稀硫酸中溶解并产生无色气体，在NaOH溶液中可用NaClO氧化Cu(OH)2制得。下列说法错误的是(　　) A．NaCuO2中Cu为＋3价 B．制备时，理论上消耗氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2 C．可用浓氨水检验高铜酸钠中的Cu(OH)2 D．高铜酸钠在稀硫酸中溶解的离子方程式为4CuO＋12H＋===4Cu2+＋O2↑＋6H2O 解析　NaCuO2中，Na为＋1价，O为－2价，根据化合价代数和等于0，可知Cu为＋3价，A正确；制备反应为：ClO－＋2Cu(OH)2＋2OH－===2CuO＋Cl－＋3H2O，ClO－(氧化剂)与Cu(OH)2(还原剂)的物质的量之比为1∶2，B正确；NaCuO2在碱性条件下稳定，而Cu(OH)2可与浓氨水反应生成深蓝色络合物2+，若存在未反应的Cu(OH)2，加入浓氨水会显蓝色，C正确；根据题意，NaCuO2有强氧化性，在稀硫酸中溶解并产生无色气体，离子方程式为：4NaCuO2＋12H＋===4Na＋＋4Cu2+＋O2↑＋6H2O，D错误。 答案　D 6．(2025·四川成都模拟)含Fe元素或Cu元素部分物质的“价—类”二维图如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．若a为红色，则b在高温下的稳定性强于g B．若c为蓝色，则两种物质之间一步反应能实现：c→b→a C．若a能被强磁铁吸附，则a和e能发生化合反应 D．若d为红褐色，则b、c均能与足量的稀硝酸发生氧化还原反应 解析　由图可知，a为铁或铜，b为FeO或CuO，c为Fe(OH)2和Cu(OH)2，d为Fe(OH)3，e为硫酸铁、g为Cu2O。A.基态铜离子的价电子排布为3d9，基态亚铜离子的价电子排布为3d10，为全充满、较稳定，若a为红色、为铜，则b即CuO在高温下的稳定性不如g即Cu2O；B.若c为蓝色即Cu(OH)2，能受热分解转化为b即CuO，CuO能被还原为g为a即铜；C.若a能被强磁铁吸附即为铁，则a即铁和e即硫酸铁能发生化合反应生成FeSO4；D.若d为红褐色即Fe(OH)3，则b(FeO)、c[Fe(OH)2]均能与足量的稀硝酸发生氧化还原反应，生成硝酸铁、NO和水；故选A。 答案　A 7．(2025·山东青州模拟)不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　) A．钒、铬、锰等难熔金属通常采用铝热法炼制 B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单 C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质 D．炼铁时加入的焦炭只是为了提供热量 解析　B项，因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，错误。 答案　A 8．(2025·湖南娄底段考)宋代《千里江山图》中大量使用两种含铜的矿物颜料。对于如图所示转化关系，下列说法正确的是(　　) A．反应①②③均为氧化还原反应 B．孔雀石颜料和蓝铜矿颜料受热都可能变为黑色 C．保存古画需控制温度和湿度，目的是防止孔雀石颜料等被氧化 D．孔雀石颜料、蓝铜矿颜料耐酸碱腐蚀 解析　反应①②中涉及元素化合价变化，为氧化还原反应，反应③各元素化合价不变，是非氧化还原反应，A错误；Cu(OH)2·2CuCO3和Cu2(OH)2CO3受热分解都可能生成黑色固体CuO，B正确；古画主要由纸张与绢、绫、锦等织物构成，易受潮和氧化，Cu2(OH)2CO3不易被氧化，C错误；孔雀石颜料、蓝铜矿颜料的主要成分都能与酸反应，不耐酸腐蚀，D错误。 答案　B 9．(2024·山东卷改编)钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是(　　) 试管 实验操作及现象 甲 滴加过量0.3 mol·L-1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失 乙 滴加过量6 mol·L-1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色 A.试管甲中新生成的沉淀为CuO B．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性 C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物 D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物 解析　Cu2O中滴加过量0.3 mol·L-1 HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2+，Cu元素的化合价由＋1价升至＋2价，根据氧化还原反应的特点知，Cu元素的化合价还有由＋1价降至0价，新生成的沉淀为金属Cu，A错误；Cu2O与0.3 mol·L-1 HNO3发生的反应为Cu2O＋2HNO3===Cu(NO3)2＋Cu＋H2O，该过程中HNO3表现酸性，后滴加浓硝酸发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，该过程中HNO3表现了氧化性和酸性，B错误；Cu2O中滴加过量6 mol·L-1氨水充分振荡，沉淀逐渐溶解得到无色溶液，静置一段时间无色溶液变为深蓝色，说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2+，C正确；既能与酸反应生成盐和水、又能与碱反应生成盐和水的氧化物为两性氧化物，Cu2O溶于6 mol·L-1氨水形成的是配合物，Cu2O不属于两性氧化物，是碱性氧化物，D错误。 答案　C 10．(2025·山东济宁期中)小组同学探究Cu和物质A的反应，实验如下。下列分析不正确的是(　　) 装置 序号 物质A 实验现象 ① 0.6 mol·L-1Fe(NO3)3溶液(调pH＝1) 铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+] ② 0.6 mol·L-1 FeCl3溶液 铜粉溶解，溶液变为蓝绿色 ③ 1.8 mol·L-1 NaNO3溶液(调pH＝1) 无明显变化 A.②中铜粉溶解的原因：Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+ B．①中产生NO的原因：pH＝1时铜粉直接将NO还原为NO C．若向③中加入FeSO4固体，推测铜粉会溶解 D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与离子浓度有关 解析　实验②中，铜与Fe3+反应生成蓝色Cu2+和绿色Fe2+，A正确；经检验含Fe，说明加入铜粉后铜与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，酸性条件下Fe2+与NO反应产生NO，B错误；若向③中加入FeSO4固体，因酸性条件下Fe2+与NO发生氧化还原反应生成Fe3+，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，C正确；①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如Fe3+、NO等氧化性强弱，Fe2+还原性等；也与反应速率有关，如Cl－、NO、H＋浓度等对反应速率的影响有关，D正确。 答案　B 二、非选择题 11．(16分)碱式碳酸铜俗称铜绿，是一种不溶于水和乙醇的绿色固体，能用于催化剂、杀菌剂和电镀等行业。实验室制备碱式碳酸铜的步骤如下： Ⅰ.配制0.5 mol·L-1 CuSO4溶液和0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液各500 mL。 Ⅱ.取10 mL所配CuSO4溶液，按照CuSO4和Na2CO3的物质的量之比1∶1.2进行混合，在75 ℃下搅拌反应产生蓝绿色沉淀。 Ⅲ.待沉淀完全后减压过滤，用乙醇淋洗，干燥。 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ中，配制0.5 mol·L-1 CuSO4溶液时，不需要使用下列仪器中的____________(填仪器名称)。(2分) (2)步骤Ⅱ中可采用的加热方式为____________，步骤Ⅲ中检验沉淀是否洗净的操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4分) (3)步骤Ⅲ中用乙醇淋洗的原因是_____________________________________________ _______________________________________________________________________。(3分) Ⅳ.碱式碳酸铜纯度的测定：同学们设计了如图装置对制得的10.00 g蓝绿色固体进行实验。 (4)D装置加热前，需要首先打开活塞K，用A装置制取适量N2，然后关闭K，点燃D处酒精灯。装置A中发生反应的离子方程式为________________，C中盛装的试剂应是______________。(3分) (5)装置F的作用为__________________________________________________________ ______________________________________________________________________。(2分) (6)待固体完全分解后，测得装置E增重0.72 g，则该碱式碳酸铜的纯度为________(保留1位小数)。(2分) 解析　(1)配制0.5 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL，所需实验仪器有：500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管，因此不需要的仪器为坩埚； (2)生成Cu2(OH)2CO3沉淀后，溶液中的SO没有参与反应，因此可以通过检验有没有SO来确定沉淀是否洗净； (3)碱式碳酸铜不溶于乙醇，且乙醇能洗去固体表面的水溶液，能将沉淀洗涤干净，且乙醇易挥发，有利于后续的干燥操作； (4)A中反应的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O；C装置中的试剂为浓硫酸； (5)F装置中的碱石灰可防止空气中的水蒸气进入装置，减小实验误差； (6)Cu2(OH)2CO3受热分解的方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，n(H2O)＝＝0.04 mol，n[Cu2(OH)2CO3]＝n(H2O)＝0.04 mol，m[Cu2(OH)2CO3]＝222 g·mol-1×0.04 mol＝8.88 g，该碱式碳酸铜的纯度为×100%＝88.8%。 答案　(1)坩埚　(2)水浴加热　取最后一次洗涤液少许于试管中，加入适量水，然后滴加稀盐酸，无明显现象，再加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净，反之则没有洗涤干净 (3)碱式碳酸铜不溶于乙醇，且乙醇能洗去固体表面的水溶液 (4)NO＋NHN2↑＋2H2O　浓硫酸　(5)防止空气中的水蒸气进入装置　(6)88.8% 12．(16分)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下： 回答下列问题： (1)步骤①的目的是_______________________________________________。(2分) (2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成__________(填化学式)污染环境。(2分) (3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3分) (4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是______________________ __________________________________________________。(3分) (5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。 ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(不要求写具体操作过程)。(6分) 解析　(2)在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，SO2是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。 (3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。 (5)ⅰ.H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。 ⅱ.I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2+，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的Cu2+的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加入Na2S将其转化为CuS沉淀，因此乙同学的实验方案为取少量滤液D，向其中加入适量Na2S溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为上层清液不变色，证明I－不能被除去Cu2+的溶液氧化，故只能是Cu2+将I－氧化为I2。 答案　(1)除油污　(2)SO2 (3)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O (4)胆矾晶体易溶于水　(5)ⅰ.溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解　ⅱ.实验方案为取滤液，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为上层清液不变色，证明I－不能被除Cu2+的溶液氧化，只能是Cu2+将I－氧化为I2 学科网（北京）股份有限公司 $