第4章 第17讲 铜及其重要化合物 金属材料与金属矿物的开发利用(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦金属及其化合物，以概念辨析-性质应用-实验探究为逻辑主线，覆盖合金、腐蚀、冶炼等核心考点，体现科学思维与探究实践素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|3题（合金性质、铜锈成分等）|选择题（概念判断）|合金定义→金属腐蚀原理→冶炼方法| |性质应用|3题（金属活动性比较、氧化亚铜反应等）|选择题（性质分析）|金属活动性→化合物转化→反应规律| |实验综合|2题（铜绿分解实验、黄铜矿炼铜流程）|非选择题（实验/流程探究）|实验现象→物质推断→工业应用|

限时规范训练17 (建议用时：45分钟　满分：50分) 一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是(　　) A．生铁属于合金 B．一般合金的熔点比各成分金属的低 C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同 D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金 解析：C　生铁由铁和碳等元素组成，属于合金，A正确；形成合金后，结构发生了改变，一般合金的熔点比各成分金属的低，B正确；合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同，C错误；改变原料的配比、生成合金的条件，组成合金的成分、结构不同，对合金的性质产生不同的影响，可以得到具有不同性能的合金，D正确。 2．中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是(　　) A．铜在空气中主要发生析氢腐蚀 B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为Cu2(OH)2CO3 C．用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器 D．青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀 解析：B　铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，A错误；铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，B正确；铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，但也会破坏铜器，C错误；铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，D错误。 3．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 解析：C　根据金属活泼性顺序可知，可以用热还原法冶炼Sn，因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，A正确；根据金属活泼性顺序可知，也可以用热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe，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，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，D正确。 4．金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序，他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度足量稀盐酸中，观察现象如下： 金属 Ti Mg Cu 金属表 面现象 放出气泡 速度缓慢 放出气泡 速度快 无变化 下列有关三种金属的说法正确的是(　　) A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是：Ti、Mg、Cu B．若Ti粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径 D．温度、金属表面积、盐酸浓度等因素都会影响反应速率 解析：D　由现象可以看出反应最快的是镁，其次是钛，无明显现象的是铜；根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的对应可以得出，三种金属活动性顺序为：镁、钛、铜，A错误；Ti和Mg都与盐酸反应，在除去Mg的同时，Ti也除掉了，B错误；钛是一种昂贵的金属，用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu来制取铜，成本太高，在工业上是不可取的，C错误；一般情况下，温度越高、表面积越大、盐酸浓度越大反应的速率越快，D正确。 5．(2025·广东清远二模)部分含Cu或Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。已知CuCl难溶于水，为白色沉淀，下列推断不合理的是(　　) A．若a和Cl2直接反应，则产物中一定不存在i B．若a和S直接反应，则产物中一定不存在c C．h溶于HCl后，溶液呈蓝色，则一定会有a生成 D．盐为氯化物时，把f的水溶液加热蒸发，一定得到g 解析：D　a为Fe或Cu；h为Cu2O；e为FeO或CuO；b为Fe2O3；i为亚铜盐；f为铜盐或亚铁盐；c为铁盐；j为CuOH；g为Cu(OH)2或；d为Fe(OH)3。Cl2的氧化性很强，与金属反应时，一般将金属氧化成高价态，Fe或Cu与Cl2反应生成FeCl3或CuCl2，A合理；S的氧化性较弱，与金属反应时，一般只能将金属氧化成低价态，Fe或Cu与S反应生成FeS或Cu2S，B合理；Cu2O溶于HCl后，溶液呈蓝色，是因为生成了CuCl2，说明Cu2O发生了歧化反应，故有Cu生成，C合理；若f为FeCl2，则在加热蒸发过程中，亚铁离子会被空气中的氧气氧化成铁离子，蒸干后会得到Fe(OH)3，D不合理。 6．氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污。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，有关说法不正确的是(　　) A．稳定性：Cu2O＞CuO B．样品与酸反应中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0.1NA 解析：C　CuO经高温灼烧生成Cu2O，氧化亚铜比氧化铜稳定，A正确；反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O中Cu元素的化合价从＋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，B正确；如果溶液中出现蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应溶液也呈蓝色，C错误；反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O中，1 mol氧化亚铜完全反应转移1 mol电子，14.4 g Cu2O物质的量为：＝0.1 mol，0.1 mol氧化亚铜完全反应转移了0.1 mol电子，转移电子数为0.1NA，D正确。 7．实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图： 下列有关说法正确的是 (　　) A．溶解废铜粉的“过量酸”是指稀硝酸 B．气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子 C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3+＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3Cu2+ D．从溶液中得到无水硫酸铜的方法是冷却结晶 解析：C　过量的酸应为稀硫酸，用稀硝酸会引入硝酸根离子，A错误；向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯离子，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3+变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3+＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3Cu2+，C正确；从溶液中冷却结晶得到的是含结晶水的硫酸铜晶体，D错误。 8．(2026·山东泰山联盟高三联考)Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料，以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。 25 ℃时各物质溶度积见下表： 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ca(OH)2 溶度积(Ksp) 4.9×10-17 2.8×10-39 5.0×10-6 下列说法错误的是(　　) A．反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行 B．反应釜2中反应的离子方程式为4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2===4Fe(OH)3＋4Ca2+ C．反应釜3中，25 ℃时，Ca2+浓度为5.0 mol·L-1，理论上pH不超过10 D．获得CaCl2水合物的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶 解析：C　空气中氧气具有氧化性，反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁，A正确；反应釜2中，FeCl2溶液中加入CaO和分散剂的同时通入空气，得到氢氧化铁，根据得失电子守恒和电荷守恒配平反应的离子方程式为：4CaO＋6H2O＋4Fe2+＋O2===4Fe(OH)3＋4Ca2+，B正确；反应釜3中调pH的目的是使Fe元素沉淀而Ca元素不沉淀，Ca2+浓度为5.0 mol·L-1, c(OH－)≤ mol·L-1＝1.0×10-3 mol·L-1，c(H＋) ≥ mol·L-1＝ 10-11 mol·L-1，pH≤11，故理论上不超过11，C错误；CaCl2的溶解度随温度的上升而增大，获得CaCl2水合物的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶，D正确。 二、非选择题：本题共2小题。 9．(14分)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为探究铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。 ①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。 ②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。 ③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。 请回答下列问题： (1)绿色固体中含有的元素是________。 (2)加热后试管中剩余的黑色物质是_______________________________。 (3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是____________，加热分解的化学方程式为________________。 (4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为 ________________________________________________。 (5)实验装置最后的干燥管的作用是________________________。 (6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？________(填“能”或“不能”)，为什么？______________________________________________。 解析：根据无水硫酸铜变蓝，可知反应有水生成，根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成，根据黑色固体溶于稀H2SO4且溶液为蓝色，插入铁丝后有红色物质析出，可知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物，根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐，化学式可能是。(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入C装置，干扰实验。(6)若将B、C两装置对调，气体先通过澄清石灰水，则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。 答案：(1)Cu、H、O、C　(2)CuO (3)Cu2(OH)2CO3　Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑　 (5)防止空气中的CO2进入C装置　(6)不能　因为B、C两装置对调后无法证明反应有水生成 10．(12分)(2024·北京卷，18)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是____________________。 (2)(NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是__________________。 (3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；400 ℃和500 ℃时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2 500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO ①温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______________________________。 ②温度高于425 ℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是___________________________________。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入Fe的目的___________________。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的CuSO4溶液做电解液，并维持一定的c(H＋)和c(Cu2+)。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是____________。 解析：(1)黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分；(2)铵盐不稳定，易分解，(NH4)2SO4分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为(NH4)2SO42NH3↑＋SO3↑＋H2O；(3)①由图，温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大，是因为温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加；②温度高于425 ℃，随焙烧温度升高，CuFeS2和CuSO4均转化成难溶于水的CuO，发生反应：4CuFeS2＋17O2＋2CuSO44SO3，铜浸出率降低；(4)加入Fe置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+；(5)粗铜中含有Fe杂质，加酸可以除Fe，但粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量。 答案：(1)增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分　(2)(NH4)2SO42NH3↑＋SO3↑＋H2O　(3)①温度低于425 ℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加　②温度高于425 ℃，随焙烧温度升高，发生反应：4CuFeS2＋17O2＋2CuSO46CuO＋2Fe2(SO4)3＋4SO3，CuFeS2和CuSO4均转化成难溶于水的CuO，铜浸出率降低　(4)Fe＋Cu2+===Cu＋Fe2+　(5)粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量 学科网（北京）股份有限公司 $