第4章 第15讲 铜及其化合物 金属材料和金属冶炼(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

该高中化学高考复习讲义聚焦铜及其化合物性质与转化、金属材料及冶炼原理核心考点，按“单质-化合物-材料-冶炼”逻辑梳理知识，通过考点清单、正误判断、例题解析、真题演练环节，帮助学生构建网络，突破工艺流程分析等难点。 资料以科学思维和科学探究为导向，如对比CuO与Cu₂O性质培养辨析能力，结合制无水硫酸铜流程题指导除杂策略，设基础、提升、真题分层练习，助力学生掌握高频考点，为教师提供系统框架与实战范例，提升复习针对性。

第15讲　铜及其化合物　金属材料和金属冶炼 [目标导航·明方向] 1．了解铜单质及其重要化合物的性质及应用。　2.能分析工艺流程中铜重要化合物的转化关系。　3.了解金属冶炼的基本原理和常见方法。 考点一　铜及其化合物 1．铜单质 (1)物理性质 紫红色固体，具有导电性、导热性和延展性。 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金属 单质 O2 常温下潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色) 在空气中加热：2Cu＋O22CuO(黑色固体) Cl2 Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色烟) 氧化 性酸 浓硫酸 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 浓硝酸 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 稀硝酸 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 盐 AgNO3 溶液 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag FeCl3 溶液 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 黑色 砖红色 与酸反 应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2+＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2+＋Cu＋H2O 与H2 反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化 关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 3．氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用 反应①的化学方程式： Cu(OH)2CuO＋H2O。 反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2+＋2H2O。 4．铜盐 (1)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3] 碱式碳酸铜是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为 Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)。 (3)铜盐的毒性： Cu2+是一种重金属离子能使蛋白质失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 判|断|正|误　正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成CuS(　　) (2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物(　　) (3)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(　　) (4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀(　　) (5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(　　) (6)利用反应Cu2S＋O22Cu＋SO2制取粗铜，反应中被氧化的元素是Cu(　　) 答案：(1)×　(2) ×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× 一、铜及其化合物的性质 1．(2025·辽宁本溪高级中学一模)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．常温下，f与单质硫反应生成e D．向c的悬浊液中通入H2S气体生成e 解析：B　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，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，B正确；Cu在常温下不与S反应，需要加热才能反应，C错误；向Cu(OH)2悬浊液中通入H2S气体生成CuS，D错误。 2．(2025·辽宁师大附中期末)某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，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 解析：D　A项，应将反应后的液体缓慢倒入盛水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后再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。 二、工艺流程中铜及其化合物的转化 3．实验室用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。 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　“过量酸”应为浓硫酸，不能使用稀硝酸，会引入杂质，A错误；向混合溶液中通入气体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，会引入Cl－杂质，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3+变为 Fe(OH)3 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，若加入CuO，发生反应的离子方程式为3CuO＋2Fe3+＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3Cu2+，C正确；从溶液中冷却结晶得到的是CuSO4·5H2O晶体，D错误。 4．碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如下。下列说法错误的是(　　) A．“加热”步骤可选用水浴加热 B．“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收 C．“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3 D．可用盐酸和BaCl2溶液检验“滤液”中是否有 解析：B　废铜屑与稀硝酸反应，产生的气体为一氧化氮；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含硝酸铜和硝酸，加入碳酸钠溶液加热，与硝酸、硝酸铜反应，生成硝酸钠和铜盐，再加氢氧化钠溶液调节适当pH值，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。加热的温度为70 ℃，可选用水浴加热，A正确；酸浸产生的气体为NO，与NaOH溶液不反应，不能用NaOH 溶液吸收，B错误；由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3等，C正确；的检验是先加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再往白色沉淀中加入盐酸，沉淀完全溶解，且产生无色无味气体，D正确。 考点二　金属材料与金属矿物的开发利用 1．合金 2．常见金属材料 (1)金属材料包括纯金属和它们的合金。日常使用的金属材料，大多数属于合金。 (2)几种常见的合金 ④ 3．金属冶炼的方法 方法 主要反应原理（举例） 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还 原法 CO作为 还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 （高炉炼铁） H2作 为还原剂 WO3＋3HW＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ MgCl2（熔融）＋Mg＋Cl2↑ 2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 判|断|正|误　正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)合金材料中不可能含有非金属元素(　　) (2)铝合金的熔点比纯铝的低(　　) (3)铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如Ca、Mg、Mn等(　　) (4)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高(　　) (5)电解氯化镁溶液制取金属镁(　　) (6)电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作用是提高Al的产量(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　 1．下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是(　　) A．图Ⅰ：喷气式飞机发动机叶片用的镍钴合金 B．图Ⅱ：“蛟龙”号载人潜水器耐压球壳用的钛合金 C．图Ⅲ：不锈钢盆 D．图Ⅳ：新能源汽车用的储氢合金 解析：C　合金是两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的混合物，具有金属的性质和良好的性能，新型合金具有传统合金所不具备的优异性能和特殊功能。图Ⅰ：喷气式飞机发动机叶片用的镍钴合金属于新型合金，具有优良的性能，A不符合题意；图Ⅱ：“蛟龙”号载人潜水器耐压球壳用的钛合金属于新型合金，具有优良的性能，B不符合题意；图Ⅲ：不锈钢盆属于不锈钢，不锈钢是常见的一种合金钢，不属于新型合金，C符合题意；图Ⅳ：新能源汽车用的储氢合金属于新型合金，具有优良的性能，D不符合题意。 2．在短道速滑的比赛中运动员所穿冰鞋的冰刀材料为铝、镁、钛等的合金，下列有关合金说法错误的是(　　) A．生铁的含碳量高于钢 B．合金的硬度比其成分金属大 C．钛合金耐高温用于制造飞机发动机 D．不锈钢中主要含铁、镉、铜三种金属元素 解析：D　钢的含碳量低于生铁，A正确；合金的硬度比其成分金属的硬度大、熔点低，B正确；钛合金具有密度小、强度高、耐高温的性能，用于制造飞机发动机，C正确；不锈钢中主要含Fe、Cr、Ni三种金属元素，D错误。 3．(2025·黑龙江密山期中)下列关于金属冶炼的说法中错误的是(　　) A．人类历史上金属被发现的顺序与金属的活泼性有关 B．电解法获得镁时，不可在CO2或N2中降温冷却 C．热还原法常用的还原剂有CO、H2、C、Al等 D．金属Na、Mg、Al均能通过电解熔融氯化物的方法获得 解析：D　性质越稳定的金属，越容易被冶炼，根据人类掌握的冶炼技术，金属的发现与金属的活泼性有关，A正确；Mg在CO2或N2中能燃烧，所以电解法获得镁时，不可在CO2或N2中降温冷却，B正确；常用的还原剂有CO、H2、C、Al等，可用于热还原法冶炼金属，C正确；金属Na、Mg均能通过电解熔融氯化物的方法获得，但是AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，Al只能电解熔融的氧化物冶炼，D错误。 1．(2025·广东卷，1)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(　　) 剪纸 篆刻 活字印刷术 中医针灸 A．纸哪吒 B．石印章 C．木活字 D．不锈钢针 解析：D　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。 2．(2025·陕晋宁青卷，1)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是(　　) A．“C919”大飞机用的氮化硅涂层 B．“梦想”号钻探船钻头用的合金 C．“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层 D．“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜 解析：B　氮化硅属于新型无机非金属材料，聚酰亚胺、反渗透膜属于有机高分子材料，A、C、D不符合题意；合金属于金属材料，B符合题意。 3．(2025·湖南卷，1)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” 解析：A　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，D错误。 4．(2024·山东卷，14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。下列说法不正确的是(　　) 实验操作及现象 试管甲 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 试管乙 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金属Cu B．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性和酸性 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：D　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元素的化合价还由＋1价降至0价，新生成的沉淀为金属Cu，A项正确；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体现氧化性和酸性，B项正确；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形成的无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2+，C项正确；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，D项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $