第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用（培优专项训练）（全国通用）2027年高考化学一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以金属材料及矿物开发为核心，通过真题感知-强化演练-拔高预测三级体系，融合STSE情境，系统提炼氧化还原分析、流程推断等解题方法，构建从基础概念到综合应用的知识逻辑链。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题感知|4题|流程物质转化与价态分析、守恒法配平、平衡常数计算|金属元素性质→工业流程→原理应用| |强化演练|5考向20题|“价-类”二维图转化、实验操作与现象推理、溶度积应用|铜及其化合物→金属材料→多金属流程| |拔高预测|20题|复杂体系分离提纯、电极反应书写、物质稳定性比较|单一金属→多元素综合→实际工业问题|

第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 金属材料 考向02 与铜有关的实验 考向03 与铜有关的工艺流程 考向04 与铜有关的转化 考向05 与金属有关的工艺流程 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）从铜阳极泥（主要成分为和，含少量和）中提取热电材料碲（）的流程如图。已知与适量空气反应可生成。下列说法正确的是 A．“浸渍”时通入过量空气不发生副反应 B．滤渣可以全部溶于浓 C．被氧化过程中，溶液碱性增强 D．“沉碲”过程中被氧化 命题情境 本题以从铜阳极泥中提取热电材料碲为真实工业情境，融合了资源回收与新材料制备。铜阳极泥含Cu₂Te、Cu₂S及贵金属，涉及“浸渍—沉碲”等工序，充分体现化工流程的综合性。试题将元素化合物性质（Cu、Te、S、Au）、氧化还原反应、溶液酸碱性变化及物质溶解性等核心知识置于STSE背景中考查，尤其强调对“适量”与“过量”条件的辨析，以及副反应的分析，体现了新高考对证据推理与过程分析能力的要求。 解题方法 解答本题需紧扣流程中的物质转化与价态变化。首先，明确“浸渍”时氧气参与氧化Na₂S和Na₂Te，过量会导致S²⁻被过度氧化而发生副反应。其次，滤渣中含Au，而Au不溶于浓硝酸。再次，根据Na₂Te被氧化为Na₂Te₂，配平可得生成NaOH，溶液碱性增强。最后，“沉碲”时Te由-1价升至0价，被氧化，则Na₂SO₃必被还原。解题关键在于准确判断各步骤中元素的化合价变化，并熟练运用金属活动性与溶解性规律。 【答案】C 【解析】铜阳极泥的主要成分为和，含少量和，在“浸渍”操作中，加入Na2S溶液，通入适量空气，和反应生成CuS沉淀，同时生成Na2Te2，和不溶，进入滤渣，滤液1中含有Na2Te2，加入Na2SO3溶液发生氧化还原反应，Na2SO3作氧化剂被还原，同时将Na2Te2氧化为碲粉，滤液2中主要含有低价态含硫化合物用于“浸渍”工序循环利用。“浸渍”时和生成的都具有还原性，通入过量空气时，过量会进一步将氧化为更高价态的物质，发生副反应，A错误；铜阳极泥中的Au不参与浸渍反应，留在滤渣中，Au不溶于浓硝酸（仅溶于王水），因此滤渣不能全部溶于浓硝酸，B错误；被氧化生成的反应方程式为：，反应生成强碱，溶液中增大，碱性增强，C正确；滤液1中在中为价，沉碲得到价碲单质，化合价升高被氧化，因此做氧化剂参与氧化还原反应，被还原，D错误；故选C。 2.（2024·福建·高考真题）从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含和。下列说法正确的是 A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生和离子 C．“碱溶”时存在反应： D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 命题情境 本题以废线路板的资源化利用为背景，紧扣“绿色化学”与“循环经济”理念。原料含铜及铅锡合金、铝、锌、铁等，流程设计为“机械粉碎—酸溶—碱溶—电解精炼”的分步分离模式。试题以物质的化学性质差异为线索，考查金属与酸、碱的反应规律，以及电解精炼原理。情境贴近工业生产实际，突出考查学生在复杂混合物体系中，依据元素性质差异设计分离路径的能力，体现了化学在解决环境与资源问题中的学科价值。 解题方法 “机械粉碎”仅改变颗粒大小，不改变物质组成。酸溶时，Al、Zn、Fe与盐酸反应，但Fe生成Fe²⁺而非Fe³⁺，需注意氧化剂的缺失。碱溶环节，Sn与O₂、OH⁻反应生成SnO₃²⁻，需根据电荷与原子守恒配平方程式。电解精炼中，粗铜作阳极（发生氧化反应）而非阴极。解题关键在于理清“酸溶”与“碱溶”两步所针对的金属元素，熟记Al、Zn、Sn、Pb的两性特性，并准确应用电化学基本原理。 【答案】C 【解析】废线路板先机械粉碎，可以增加其反应的接触面积，加入稀盐酸后铝、锌、铁溶解，进入滤液，通入氧气和加氢氧化钠，可以溶解锡和铅，最后电解精炼得到铜。机械粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，A错误；酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的和离子，B错误；“碱溶”时根据产物中，存在反应：，故C正确；电解精炼时粗铜在阳极发生氧化反应，逐步溶解，故D错误；故选C。 3.（2026·陕晋青宁卷·高考真题）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： (1)废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 (2)“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 (3)“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 (4)“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 (5)“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 (6)滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 (7)滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 命题情境 本题以废旧磷酸铁锂电池粉的深度回收为切入点，聚焦锂、铁、铝、磷等元素的资源化利用，具有鲜明的STSE导向。流程涵盖“酸浸—沉铝—焙烧—除杂—沉锂”等复杂操作，涉及锂离子电池正极反应、多种化合物的转化、化学平衡常数计算、离子检验等丰富内容。试题将化工生产流程与化学反应原理深度融合，尤其以平衡常数K的定量运算和Fe²⁺的检验为能力区分点，全面考查学生信息提取、定量计算和实验分析的综合素养。 解题方法 首先，根据电池反应逆写正极反应，注意Li⁺参与嵌脱。其次，酸溶过程需正确书写化学方程式。除杂环节中，H₂O₂的作用是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，其检验可用铁氰化钾溶液（生成蓝色沉淀）。解题重在把握整个流程的物质流向，熟练运用守恒法进行配平与计算，并记忆特征离子的检验方法。 【答案】(1) (2)适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种） C（石墨） (3)+3 (4)NaOH溶液或Na2CO3溶液 (5) (6)Na2SO4 (7)将氧化为，便于后续沉淀 铁氰化钾溶液（） 【解析】原料为含，混有少量、石墨、Al杂质的废旧电池粉，首先经硫酸酸浸，不溶于酸的石墨作为滤渣除去，等含锂物料与硫酸反应，浸出、、、、磷酸根等离子；随后调沉铝，沉铝后的滤液可单独回收得到，沉铝滤渣经焙烧、酸浸、调pH除杂除去铁铝杂质后，最终加饱和碳酸钠沉锂得到产品，焙烧产生的可吸收循环利用，实现了废旧锂电资源的高效清洁回收。 （1）磷酸铁锂电池放电时的总反应为：，正极与得电子生成，故正极的电极反应式为； （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种）均可提高酸浸速率；“酸浸I”时， LiFePO4与反应生成、和，化学方程式为：；原料含石墨，石墨不与稀硫酸反应，故滤渣主要为C（石墨）； （3）再中，设Fe化合价为x，为+1价，P为+5价，O为-2价，化合价代数和为0，即，解得x=+3，即Fe为+3价； （4）流程中 “沉铝” 步骤消耗NaF，HF 与NaOH或Na2CO3反应生成的NaF可循环，故选用NaOH溶液或Na2CO3溶液； （5）反应的平衡常数表达式为，为防止Li3PO4沉淀，反应逆向进行，需满足Q>K，即，带入为，，； （6）沉锂反应的反应方程式为，则体系阳离子为Na+，阴离子为（酸浸II引入硫酸根），故除过量Na2CO3外，主要含Na2SO4； （7）沉铝产物含，Fe 为+3价，由分析知，酸浸后溶液含，H2O2作氧化剂，将氧化为，便于后续沉淀；由于与铁氰化钾溶液（）生成蓝色沉淀，故取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加铁氰化钾溶液（），若产生蓝色沉淀，则未完全氧化为，则需补加H2O2溶液。 4.（2026·河北·高考真题）钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺，实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下： 已知：钒渣主要含、、和少量CaO、 等。 回答下列问题： (1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。 (2)氧化工序通常采用较大的流量，其目的是_______________________；配平化学方程式：________________________________。 _____ _____ _____ _____ _____ ______ (3)滤渣的主要成分有 、__________、__________(填化学式)。 (4)80℃和40℃时，和的溶解度随 质量分数变化如图所示。结合图像分析 质量分数为30%时，冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因：________________________________。 (5)母液返回_________工序。 (6)还原工序中，反应的离子方程式为___________________________________。 命题情境 本题以亚熔盐法清洁生产提取钒和铬为载体，展示了我国在战略金属冶金领域的自主创新技术。钒渣成分复杂（含FeO·V₂O₃、FeO·Cr₂O₃、SiO₂等），流程涉及“氧化—沉淀—冷却结晶—还原—水解”等工序。试题将元素周期律（d区元素）、氧化还原方程式的配平、溶解度曲线图的读图分析、离子方程式的书写等知识点有机整合，注重能力考查。 解题方法 解题关键在于综合应用氧化还原规则、图表信息提取和元素化合物性质进行系统推理。首先，V和Cr的价电子排布为d区元素。其次，氧化工序的配平需准确标定FeO·V₂O₃中铁和钒的价态，计算失电子总数。沉淀工序中，SiO₂转化为Na₂SiO₃后与Ca(OH)₂生成CaSiO₃沉淀。冷却结晶工序须结合溶解度曲线，解释在30% NaOH条件下降温至40℃时，Na₃VO₄因溶解度大幅降低而析出，而Na₂CrO₄溶解度变化小，从而实现分离。还原工序书写离子方程式时，注意CrO₄²⁻→Cr³⁺的酸性环境与电子转移守恒。 【答案】(1)d (2)提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可） 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O (3)Fe2O3 CaSiO3 (4)在NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4的溶解度远小于80℃，而Na2CrO4的溶解度变化不大。降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，从而实现钒和铬的分离 (5)氧化 (6)2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O 【解析】简要分析工艺流程：氧化：加入溶液，通入，140℃~180℃反应，铁的转化： 被氧化为 ，钒的转化：根据小问（2），碱性条件下被氧化为。铬的转化：被氧化为。硅的转化：直接与反应生成。沉淀：加入和，与水反应生成。与沉淀。同时，生成的氧化铁和不与碱反应的氧化镁也可能在此处作为滤渣除去。冷却结晶：降温至，利用不同物质溶解度随温度变化的差异进行分离。的溶解度受温度影响较大，且在高浓度碱性溶液中，降温容易析出；的溶解度通常较大，且受温度影响相对较小，在该条件下仍保持溶解状态。 析出的固体主要为钒的化合物（后续处理可得 ），而铬保留在母液中。这一步实现了钒铬分离。蒸发结晶：对分离出钒后的母液进行蒸发浓缩。让从母液中析出，母液中亦含有少量，还原：利用稀 、 。 将溶液中的 还原为。水解沉淀：调节溶液的 pH 值，使 发生水解反应，生成沉淀。后续过滤得到的 沉淀经过煅烧分解，即可得到最终产品 。 （1）根据元素周期表分区规则，V（23号）属于第ⅤB族，Cr（24号）属于第ⅥB族，它们的价电子排布分别为3d34s2和3d54s1，均位于d区。 （2）首先，氧化工序的目的是将FeO·V2O3和FeO·Cr2O3中的Fe(Ⅱ)、V(Ⅲ)、氧化为Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ)，同时需要保证反应物充分接触，提高反应速率和转化率。采用较大O2流量可以提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可）。配平化学方程式：FeO·V2O3中Fe为+2价，V为+3价；Fe2O3中Fe为+3价，Na3VO4中V为+5价。每1 mol FeO·V2O3中，Fe失去1 mol e⁻，2 mol V共失去4 mol e⁻，总计失去5 mol e⁻。O2每1 mol得4 mol e⁻，因此FeO·V2O3与O2的系数比为4:5。最终方程式为：4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O。 （3）在氧化步骤中，FeO·V2O3和FeO·Cr2O3被氧化为Fe2O3、Na3VO4、Na2CrO4，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3。进入沉淀步骤后，加入和，与水反应生成。与沉淀，MgO与Fe2O3不与碱反应，综上，滤渣主要成分为MgO、Fe2O3、CaSiO3。 （4）观察图像：在80℃时，Na2CrO4的溶解度较高，且随NaOH浓度增加而降低。Na3VO4的溶解度较低，在40℃时，Na3VO4溶解度显著降低，而Na2CrO4溶解度仍较高。当NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4溶解度远小于80℃，而Na2CrO4溶解度变化不大。因此，降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，可实现钒和铬的分离。 （5）母液主要含NaOH，以及未结晶析出的Na3VO4、Na2CrO4等，根据流程，母液应返回“氧化”工序，继续参与反应，提高原料利用率。 （6）还原工序中，Na2CrO4被Na2SO3还原为Cr3+，被氧化为。根据氧化还原反应配平，离子方程式为2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O。 进阶·强化演练 考向01 金属材料 1.【新考法·金属材料】（2026·河北承德·模拟预测）我国出土的文物呈现了瑰丽的历史文化，下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．后母戊青铜方鼎 B．天然夜明珠 C．玉谷纹璧 D．青花云龙纹扁瓶 【答案】A 【解析】后母戊青铜方鼎的主要成分是青铜，属于金属材料，A符合题意；天然夜明珠的主要成分是氟化钙，属于无机非金属材料，B不符合题意；玉谷纹璧的主要成分都是硅酸盐，属于无机非金属材料，C不符合题意；青花云龙纹扁瓶的主要成分都是硅酸盐，属于无机非金属材料，D不符合题意；故选A。 2.（2026·贵州铜仁·模拟预测）贵州历史悠久，物产丰饶。下列描述的物质中属于金属矿产的是 A．蔺地佳布，冬暖夏凉，宜衣宜幔，边地至宝 B．黔中孕灵，丹砂映日，溪山藏宝，水银流光 C．夜郎枸酱，味压江南，一缕醇香，通于南越 D．黔中佳纸，小屯称最，吸墨不洇，落笔生韵 【答案】B 【解析】描述的佳布属于纺织纤维制品，不属于金属矿产，A不符合题意；描述的丹砂是硫化汞矿物，可提炼金属汞（水银），属于金属矿产，B符合题意；描述的枸酱属于食品类有机物，不属于金属矿产，C不符合题意；描述的佳纸主要成分为纤维素，属于纸品，不属于金属矿产，D不符合题意；故选B。 3.（2026·青海西宁·一模）东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）成为我国的旅游标志，青铜含铜、锡、铅等元素。下列说法错误的是 A．青铜是我国使用最早的合金 B．青铜的熔点低于铜、锡、铅 C．青铜能完全溶解在盐酸中 D．青铜发生电化学腐蚀时铜受到保护 【答案】C 【解析】青铜是我国使用最早的合金，A正确；青铜的熔点低于其组分金属铜、锡、铅的熔点，B正确；铜不能与盐酸反应，C错误；金属活动顺序表中，铜活泼性比锡、铅弱，形成原电池时作正极受到保护，D正确；故选C。 4.（2026·重庆·三模）2025年12月3日，我国朱雀三号重复使用运载火箭成功发射。下列有关说法错误的是 A．火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料 B．飞船内常用固体来吸收空气中的 C．火箭用到的先进陶瓷材料属于无机非金属材料 D．火箭箭体用到钛合金，钛属于稀土金属 【答案】D 【解析】液氢燃烧热值高，反应产物只有水，无污染物产生，属于高能清洁燃料，A正确；是强碱，可与酸性氧化物发生反应，能够吸收飞船内空气中的，B正确；陶瓷的主要成分为无机硅酸盐或其他无机非金属化合物，属于无机非金属材料，先进陶瓷也属于该类别，C正确；稀土金属指镧系元素以及钪、钇，钛属于过渡金属，不属于稀土金属，D错误；故选D。 考向02 与铜有关的实验 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·江苏南通·一模）下列以铜为原料制取［Cu(NH3)4]SO4溶液并验证SO2性质的装置中，原理正确并能达到实验目的的是 A．用装置甲制CuSO4 B．用装置乙验证SO2具有漂白性 C．用装置丙稀释混合物得CuSO4溶液 D．用装置丁制［Cu(NH3)4]SO4溶液 【答案】D 【解析】铜与浓硫酸的反应需要加热才能进行，装置甲中没有加热装置，无法生成硫酸铜，A错误；使酸性溶液褪色，体现的是其还原性，而非漂白性，B错误；浓硫酸溶于水会放出大量热，且密度大于水，正确的稀释操作是将浓硫酸缓慢倒入水中并搅拌，而不能将水倒入浓硫酸中，否则易引发液体飞溅，C错误；向硫酸铜溶液中滴加过量氨水，先生成氢氧化铜沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，最终生成深蓝色的溶液，装置丁的操作可以达到实验目的，D正确；故选D。 2.（2026·四川成都·一模）研究甲醛与新制反应的固体产物A的成分，设计如下实验。下列说法错误的是 已知：ⅰ.能溶于浓氨水产生无色；能溶于浓氨水产生蓝色。 ⅱ.可与Cu反应生成。 A．①中加塞密闭是为了防止空气干扰 B．②→④发生被氧化的过程 C．③中的红色固体主要成分为Cu D．固体产物A的成分一定不含CuO 【答案】D 【解析】由无色溶液放置生成蓝色溶液，结合题给信息可知，无色溶液中含有无色的，转化为的反应说明固体A中含有氧化亚铜；红色固体中加入浓氨水，放置后得到蓝色溶液说明红色固体为铜，A为铜和氧化亚铜的混合物。图中②→④在空气中会发生颜色变化，故①中加塞密闭是为了防止空气干扰，故A正确；②→④在空气中颜色由无色变为蓝色，故发生被氧化为的过程，故B正确；根据实验流程，固体A与浓氨水反应后有红色固体③剩余；在铜及其化合物中，和Cu均为红色固体，由信息ⅰ可知能溶于浓氨水，而Cu不溶。因此，未溶解的红色固体③的主要成分为Cu，故C正确；能溶于浓氨水产生蓝色，可与Cu反应生成无色，故可能会含有CuO，故D错误；故选D。 3.（2026·河南南阳·二模）实验室中利用如图装置探究铜与浓硫酸的反应。下列有关说法错误的是 A．试管A中发生的反应为(浓) B．若试管B中的溶液为溶液且实验过程中产生白色沉淀，则白色沉淀应为沉淀 C．熄灭酒精灯后试管B中的液体会倒吸到试管A中 D．从D导管口向试管A中鼓入大量空气可防止尾气污染环境 【答案】C 【解析】该实验装置为浓硫酸与铜单质加热生成硫酸铜与二氧化硫的反应，B可用来检验二氧化硫性质或干燥气体，C装置可以用来处理尾气，防止空气污染。铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为，A正确；与溶液不直接反应（因酸性弱于），若产生白色沉淀，可能是被氧化为（如接触空气被氧化），与结合生成沉淀，B正确；熄灭酒精灯后，装置内温度降低，若D导气管与外界相通（可平衡气压），A中气压不会显著减小，不会导致B中液体倒吸；若D导气管关闭，倒吸也可能发生在C中液体进入B，而非B倒吸到A，C错误；从D导气管鼓入空气，可将A中残留的赶入B、C中，被溶液吸收，防止尾气污染，D正确；故选C。 4.（2026·湖南·二模）氧化亚铜(Cu2O)为砖红色粉末状固体，可用作陶瓷和搪瓷的着色剂。为探究Cu2O的性质，取少许等量的Cu2O固体分别加入甲、乙两支试管中，进行如下实验。下列说法正确的是 实验操作及现象 试管甲 滴加过量0.3mol/LHNO3溶液并充分振荡，无气体生成，砖红色固体转化为另一颜色固体，溶液呈浅蓝色；倾倒溶液，滴加浓硝酸，固体逐渐消失，产生红棕色气体。 试管乙 滴加过量6mol/L氨水并充分振荡；砖红色固体逐渐溶解，溶液颜色呈无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色。 A．试管甲中新生成的固体为CuO B．试管甲中浓、稀硝酸的主要作用均为氧化剂 C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)能与NH3形成无色配合物，且该配合物易被氧化 D．上述实验表明Cu2O是一种两性氧化物 【答案】C 【解析】试管甲中稀硝酸与Cu2O反应生成Cu2+(溶液浅蓝色)和Cu单质，新固体为Cu而非CuO，A错误；稀硝酸在此反应中主要起酸的作用，促进Cu2O歧化，而浓硝酸作为氧化剂与Cu反应，两者作用不同，B错误；乙试管中Cu2O与氨水形成无色[Cu(NH3)2]+，静置后被氧化为深蓝色[Cu(NH3)4]2+，C正确；Cu2O与酸、碱的反应涉及氧化还原和配位，不符合两性氧化物的定义，D错误；故选C。 考向03 与铜有关的工艺流程 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·山东德州·一模）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺。下列说法错误的是 已知： ①：熔点314℃沸点460℃ ②分解温度：CuO 1100℃、 560℃、 680℃、高于1000℃ A．焙烧温度可以选择500℃ B．酸浸的目的是溶解CuO C．浸出渣的成分是 D．电解后所得溶液可返回酸浸工序中循环利用 【答案】A 【解析】铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫，因沸点低被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置换法转化为铜。要实现各物质分离，焙烧需要满足：变为气体除去（温度高于其沸点）；分解为不溶于水的（才能在水浸时保留在固体中，和可溶的分离），因此温度需要高于分解温度；同时保证不分解，仍为可溶的硫酸盐，温度需要低于分解温度。因此合适的焙烧温度范围为，不能选择，A错误；焙烧分解得到，不溶于水，水浸后留在固体中，酸浸的目的就是用酸溶解得到可溶性铜盐，B正确； 已知分解温度高于，全程不分解，且不溶于酸，因此酸浸后留在浸出渣中，C正确；电解浸出液（硫酸铜溶液）得到铜，电解反应为，电解后所得溶液为硫酸，可返回酸浸工序循环使用，D正确；故选A。 2.（2026·江西·一模）一种制备的工艺路线如图所示，“还原”过程中需及时补加以保持反应在碱性条件下进行。已知高温条件下，的稳定性强于。下列说法错误的是 A．“滤渣”的主要成分为 B．“试剂X”可以为或 C．“还原”过程中反应的离子方程式为 D．高温条件下，的稳定性强于的主要原因是基态的价层电子排布式为 【答案】D 【解析】根据流程图，“酸溶”中生成、，为了不引入杂质，可以用或调节溶液，将转化为除去，在碱性条件下加入溶液，发生反应：。根据流程图，“酸溶”中生成、，调节溶液，将转化为除去，A正确；为了不引入杂质，可以用或调节溶液，B正确；在碱性条件下加入溶液，发生反应：，C 正确；高温条件下，的稳定性强于的主要原因是基态的价层电子排布式为，具有全充满的稳定结构，D项错误；故选D。 3.（2026·广西·模拟预测）氯化亚铜为白色粉末状固体，难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等。工业以硫化铜精矿为原料，制备氯化亚铜的流程如图： 下列说法中正确的是 A．步骤①“焙烧”的目的是将CuS转化为 B．步骤②“硫酸浸出”所用硫酸浓度越大浸出速率越快 C．步骤③离子方程式： D．步骤④为了降低成本，洗涤液可以将乙醇换为水 【答案】C 【解析】CuS精矿在空气中焙烧生成CuO和SO2，CuO用硫酸浸出得到CuSO4溶液，在硫酸铜中加入Na2SO3和NaCl，倾出清液，抽滤即得CuCl沉淀，氯化亚铜难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，因此，步骤④用乙醇洗涤的目的有利于加快去除CuCl表面水分，防止其被空气中的氧气氧化。步骤①焙烧硫化铜，CuS精矿在空气中焙烧生成CuO和SO2，CuO用硫酸浸出得到CuSO4溶液，A错误；步骤②所用硫酸浓度过大，会对后续加入Na2SO3还原Cu2+产生干扰，B错误；在硫酸铜中加入Na2SO3和NaCl，倾出清液，抽滤即得CuCl沉淀发生氧化还原反应，反应的离子方程式为，C正确；由题中信息可知，氯化亚铜难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，因此，若将乙醇换为水，可能导致氯化亚铜被氧化，D错误；故选C。 4.（2026·江西·模拟预测）蓝矾常用于制备波尔多液、游泳池的消毒剂。以赤铜矿石(主要成分为，含少量、和等)为原料制备蓝矾的流程如图所示。下列叙述错误的是 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀的如下表。 氢氧化物 开始沉淀的 3.7 5.4 6.3 1.5 完全沉淀的 4.7 6.7 8.3 3.2 A．“滤渣1”含有铜单质 B．“氧化”中可能产生有毒气体 C．“调”范围： D．分离“蓝矾”的操作：过滤、干燥 【答案】D 【解析】赤铜矿石的主要成分为，含少量、和等，加入稀硫酸酸浸，发生歧化反应，生成Cu和，、分别转化为硫酸铁、硫酸铝，与硫酸不反应，Cu与硫酸铁反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，所以滤渣1为Cu、，向滤液中加入次氯酸钠，氧化并调节溶液的pH：，使铁离子先转化为沉淀，再向滤液中加入NaOH调节pH：，使铝离子转化为沉淀，过滤，得到硫酸铜溶液，进一步处理得到蓝矾。据分析，滤渣1为Cu、，A正确；“酸浸”步骤生成Cu和Fe3+，Cu可将Fe3+还原为Fe2+，“氧化”步骤加入NaClO，酸性条件下ClO-可氧化Fe2+为Fe3+，ClO-自身被还原为Cl-，过量ClO-与Cl-在酸性条件下可能发生反应：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，产生有毒气体Cl2，B正确；“调pH=b”目的是沉淀Al3+而不沉淀Cu2+，Al(OH)3完全沉淀的pH=4.7，Cu(OH)2开始沉淀的pH=5.4，故需控制4.7≤pH<5.4，C正确；蓝矾为CuSO4·5H2O晶体，从硫酸铜溶液中分离出蓝矾需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，仅过滤、干燥无法得到蓝矾晶体，D错误；故选D。 考向04 与铜有关的转化 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·河南商丘·模拟预测）部分含Fe或Cu物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断错误的是 A．物质b、c、d、e均可与硝酸反应生成g B．常压点燃条件下存在a→b转化的金属元素，其焰色试验火焰呈绿色 C．物质f和足量氨水反应可能得到物质d或e D．若物质a能和水蒸气反应，则会生成物质c和一种可燃性气体 【答案】D 【解析】a为Fe或Cu，b为或,c为，d为或，e为，f为盐或盐，g为盐。b如果为，可以被稀硝酸氧化生成盐；c为，和稀硝酸反应生成盐；d如果为，可以被稀硝酸氧化生成盐；e为，和稀硝酸反应生成盐，所以选项A正确； Fe与氧气点燃只能生成，不符合a→b转化，常压点燃条件下，Cu可被氧化为，Cu元素的焰色试验火焰呈绿色，选项B正确；若f为盐，与足量氨水反应，第一步生成：；第二步在空气中被氧化为：，选项C正确；能与水蒸气反应的a为Fe，反应方程式为，产物是，不是c，因此选项D错误；故选择D。 2.（2026·广东汕头·一模）部分含Cu和S物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可存在的转化 B．若用新制的检验醛基可生成 C．与在加热条件下反应生成 D．与反应的离子方程式可能是： 【答案】C 【解析】根据图中物质的分类与相应化合价关系可知，a为，b为单质，c为，d为，e为，f为硫代硫酸盐，g为单质，h为，i为。与少量反应生成（b），与点燃生成（c），催化氧化生成（d），与水反应生成（e），转化可实现，A正确，不符合题意； 新制（i）与醛基共热，被还原为砖红色（h），B正确，不符合题意； 氧化性较弱，加热时与反应只能生成低价态的，无法得到，C错误，符合题意； 硫代硫酸盐（f）与（e）反应，硫代硫酸根发生歧化，离子方程式为，对应b为沉淀、c为气体，D正确，不符合题意；故选C。 3.（2026·云南昆明·模拟预测）铜元素存在如下转化关系： CuSO4溶液CuI沉淀KCuI2溶液Cu2O沉淀Cu 下列说法错误的是 A．反应①有生成 B．反应②生成了配离子 C．反应③为 D．反应④中溶液保持无色 【答案】D 【解析】反应①中的被还原为中的+1价，被氧化生成，A正确；由和配离子构成，反应②生成了配离子，B正确；反应③方程式原子和电荷均守恒，符合反应过程，C正确；反应④中Cu2O与稀硫酸反应生成Cu和CuSO4，Cu2+使溶液呈蓝色，并非无色，D错误；故选D。 4.（2026·河南周口·模拟预测）元素及其化合物在日常生活中应用广泛，如图为、、N及其化合物的部分“价—类”二维图，下列相关说法错误的是 A．若a常温下为黑色固体，则a与反应的产物随浓度变化而变化 B．若b可以氧化乙醇，则b溶于盐酸(过量)后，溶液呈绿色 C．若c为白色，则c与浓硝酸反应可得到f D．若e为棕黄色溶液，则e可用于胶体制备 【答案】A 【解析】若a常温下为黑色固体，则a为，与反应的产物为，不随浓度变化而变化，A错误；若b可以氧化乙醇，则b为，b溶于盐酸(过量)后，由于其过高，溶液中存在较多，故溶液呈绿色，B正确；若c为白色，则c为，与浓硝酸加热反应可得到，C正确；若e为棕黄色溶液，则e为，可用于胶体制备，D正确；故选A。 考向05 与金属有关的工艺流程 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·云南·三模）实验室模拟利用含钴废料(主要成分为，还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示： 已知：、难溶于水。 下列说法错误的是 A．“碱浸”发生的反应为 B．“酸溶”反应中可以用代替 C．“操作①”用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒 D．“沉钴”时若浓度太大，可能导致产品中混有 【答案】B 【解析】含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔等杂质)经第一步碱浸操作，废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去，过滤后得到的滤渣主要含有Co3O4，加入硫酸、过氧化氢酸溶，Co3O4中的Co3+被H2O2还原为Co2+，H2O2作还原剂被氧化；经过操作①得到滤液②，则操作①为过滤操作，所得滤液②中主要含CoSO4，最后加入碳酸钠沉钴操作获得CoCO3。碱浸操作，废料中的铝箔溶解为Na[Al(OH)4]除去，发生的离子反应为：，A正确；由分析知，H2O2被氧化，作还原剂，不能用O2代替，B错误；操作①为过滤操作，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，C正确；“沉钴”时若浓度太大，溶液碱性较强会产生Co(OH)2杂质，导致产品不纯，D正确；故选B。 2.（2026·山东临沂·模拟预测）工业上以软锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如图。 已知：“熔融氧化”中发生反应的化学方程式为。 下列说法错误的是 A．“熔融氧化”可在铁坩埚中进行 B．“锰酸钾歧化”中可替换为 C．“抽滤”可加快过滤速度，使固液分离更彻底 D．“锰酸钾歧化”中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 【答案】B 【解析】将软锰矿熔融氧化后水浸，得到锰酸钾溶液，通入CO2调节pH，锰酸钾发生歧化反应生成高锰酸钾和二氧化锰，抽滤，得到的滤渣为MnO2可循环使用，滤液含高锰酸钾，结晶获得固体产品。“熔融氧化”为强碱性环境，会腐蚀陶瓷坩埚，应在金属坩埚（如铁坩埚）中进行，A正确；通入CO2调节溶液pH的目的是使锰酸钾歧化生成高锰酸钾，使用SO2会直接还原锰酸钾，得不到高锰酸钾，B错误；“抽滤”利用压强差加快过滤速度，使固液分离更加彻底，C正确；歧化反应原理为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3，氧化产物KMnO4与还原产物MnO2的物质的量之比为2:1，D正确；故选B。 3.（2026·云南·二模）以精炼铜产生的阳极泥（含Au、Ag、CuS等）为主要原料提取金和银的流程如图所示： 已知：“胆水”可用于冶炼铜。下列说法错误的是 A．“细菌氧化”可以用“焙烧氧化”代替，二者对环境均无污染 B．胆水中溶质的主要成分为CuSO4 C．“浸取”时，HCl提供Cl-作配体 D．“电沉积”步骤在阴极获得Ag单质 【答案】A 【解析】精炼铜产生的铜阳极泥（含Au、Ag、CuS等），铜阳极泥加入硫酸，通入空气，利用细菌将CuS氧化为，过滤得到胆水，Ag、Au不反应，浸渣中含有Ag和Au；浸渣中加入盐酸、浸取，Au转化为，Ag转化为AgCl，过滤得到含的滤液和AgCl滤渣；向溶液中加入Zn置换出Au，同时向AgCl中加入氨水，将AgCl转化为含的溶液，再利用电沉积法将还原为Ag。若用焙烧氧化处理含的阳极泥，焙烧过程会生成有毒的气体，会引发酸雨等环境污染，因此焙烧氧化对环境有污染，A错误；细菌氧化时，在酸性条件下被空气中氧化，反应生成，胆水用于冶炼铜，因此溶质主要为，B正确；浸取时，转化为配离子，电离出的作为配体与结合形成络离子，C正确；氨溶后，银以银氨配离子形式存在，电沉积时，阳离子在阴极得到电子发生还原反应，因此阴极析出单质，D正确；故选A。 4.（2026·陕西咸阳·三模）钛被誉为“太空金属”与“战略金属”。一种由钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)制取金属钛的流程如图所示(反应条件省略)。下列说法错误的是 A．“氯化”时焦炭与物质的量之比为 B．元素Fe、Ti均位于元素周期表的d区 C．消耗单质，理论上可制取金属钛 D．制取金属钛时不能用或代替 【答案】A 【解析】钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)，则为价，与焦炭、氯气发生反应：，有毒气体是；在气氛中、℃下与发生反应:。“氯化”时发生的反应为：，焦炭与物质的量之比为，A错误；元素Fe、Ti均位于元素周期表的d区，B正确；消耗48 g Mg单质，即 ，由反应可知，可制取金属钛，C正确；制取金属钛时或均会与反应，不能用或代替，D正确；故选A。 拔高·模拟预测 1.（2026·天津和平·三模）某研究小组开发了制备高纯纳米钛酸钡()工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的溶质只含和 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、验洗纯 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 【答案】B 【解析】重晶石矿处理后得到BaS溶液，加入盐酸酸化，生成硫化氢气体，加入碱氢氧化钠调pH，结晶析出氢氧化钡的水合物，溶解后再与Ti(OC4H9)4反应合成粗品钛酸钡，洗涤后得到产品。气体主要成分为硫化氢，酸化后得到的溶液为氯化钡溶液，加入过量NaOH，经过系列结晶操作得到氢氧化钡晶体，过滤后得到溶液1中含NaCl、氢氧化钠、氢氧化钡，A错误；系列操作从溶液中得到氢氧化钡的水合物结晶，需经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，检验洗涤纯净，B正确；氢氧化钡和Ti(OC4H9)4反应合成粗品，反应过程中没有元素化合价改变，没有发生氧化还原反应，C错误；“洗涤”时可用稀会使得钡离子转化为硫酸钡杂质，D错误；故选B。 2.（2026·辽宁朝阳·三模）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如图所示。下列说法错误的是 A．“沉铜”步骤用H2S，说明CuS的溶解度很小 B．“沉淀”步骤滤渣的成分为Fe(OH)3 C．“沉锰”步骤中，若生成1 mol MnO2，则产生2 mol H+ D．“沉钴”步骤中加入适量NaClO，离子方程式为 【答案】C 【解析】炼锌废渣含有锌、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质，加入稀硫酸，铜单质不反应变成浸渣，反应后溶液中含有、、、、，加入将转化为沉淀。再向溶液中加入将转化为固体，同时也被氧化为。再向溶液中加入调节pH，将转化为沉淀，即滤渣。溶液中继续加入将氧化为并转化为沉淀，最后的溶液经过系列操作可回收Zn。“沉铜”中通入可以使转化为沉淀，说明难溶于水，溶解度很小，A正确；根据分析可知滤渣的成分为，B正确；“沉锰”中被氧化为，还原产物为，配平反应的离子方程式： ，生成时，产生，C错误；“沉钴”中被氧化为沉淀，题给方程式的电子、电荷、原子均守恒，D正确；故选C。 3.（2026·内蒙古呼和浩特·二模）铁钴铜合金湿法分离流程如下，下列说法错误的是 已知：单质与单质化学性质相似 A．“酸浸”反应： B．“氧压水解”反应： C．“氧压水解”中可适当提高温度促进水解以提高铁回收率 D．滤液结晶后母液可用于“酸浸”，实现循环利用 【答案】A 【解析】酸浸中铁钴铜合金加入稀H2SO4，Fe和Co溶解，Cu不溶形成铜渣，滤液1含Fe2+、Co2+。氧压水解中通入O2，Fe2+被氧化为Fe3+并水解生成Fe2O3沉淀，Co2+留在溶液中形成CoSO4滤液，CoSO4滤液结晶后母液可返回“酸浸”步骤，实现H2SO4循环利用。已知Co与Fe化学性质相似，Co与稀H2SO4反应生成和，化学方程式为：，A错误；“氧压水解”中Fe2+被O2氧化为Fe2O3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：，B正确；Fe3+水解是吸热反应，升温促进水解，使Fe3+更完全沉淀为Fe2O3，提高铁回收率，同时升温加快O2氧化Fe2+速率，C正确；“氧压水解”产生H+，母液含H2SO4，可返回酸浸步骤，实现循环利用，D正确；故选A。 4.（2026·河南洛阳·模拟预测）钪(Sc)是航空航天、超导材料领域的关键稀土金属。以钒钛磁铁矿中提取的为原料，采用钙热还原法制备高纯金属钪的核心工艺如图所示。已知：的熔点为1402℃，Sc的熔点为1541℃。 下列说法正确的是 A．“300℃氟化”反应可以在石英坩埚中进行 B．“钙热还原”温度高于1541℃有利于反应和分离 C．Ca的沸点高于Sc D．“钙热还原”应在惰性气体氛围中进行 【答案】D 【解析】以为原料，首先在300 ℃下与发生氟化反应，生成、和；接着升温脱氨得到和无水；随后用Ca还原得到粗钪和；最后通过真空蒸钙、蒸钪（利用Ca与Sc的沸点差异，Ca沸点更低）分离杂质，最终得到高纯钪。石英坩埚含有，在加热条件下，会水解或分解产生，能与反应，故“氟化”反应不可以在石英坩埚中进行，A说法错误；的熔点为1402℃，的熔点为1541℃，“钙热还原”温度若高于1541℃，二者状态相同，不利于分离，B说法错误；粗钪提纯过程中先进行“真空蒸钙”，后进行“真空蒸钪”，说明钙的沸点比钪低，C说法错误；惰性气体可以防止还原性物质被氧化，钙有较强还原性，“钙热还原”应在惰性气体氛围中进行，D说法正确；故选D。 5.（2026·湖南岳阳·一模）金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由(亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是 A．若要在金属表面镀铬，应该将待镀金属作阴极 B．反应①中发生的反应是 C．反应②可以用浓盐酸代替稀硫酸，反应速率更快 D．反应④中的Si可以用Al来代替作还原剂置换Cr 【答案】C 【解析】反应①为：4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑，反应②为：2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，反应③为：Na2Cr2O7+2CCr2O3+Na2CO3+CO↑，反应④为3Si+2Cr2O34Cr+3SiO2。电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，电解液含镀层金属阳离子，镀铬时待镀金属作阴极符合电镀原理，A正确；据分析，反应①，B正确；酸性条件下价（）具有强氧化性，会氧化浓盐酸中的生成有毒的，不能用浓盐酸代替稀硫酸，C错误；Al是活泼金属，还原性强于Cr，可以通过铝热反应还原置换出，可以代替作还原剂，D正确；故选C。 6.（2026·湖南湘潭·二模）一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收Co，得到含锰高钴成品的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．滤渣中的物质主要为 B．“氧化”时被氧化的离子为 C．试剂X可以是ZnO或 D．“氧化沉钴”时， 【答案】B 【解析】因为废渣含Pb的单质或氧化物，加入H2SO4后会生成难溶的PbSO4，滤渣中含有PbSO4，滤液中含有Co2+、Zn2+、Fe2+；MnO2在酸性条件下有氧化性，所以该氧化步骤中会将Fe2+氧化为Fe3+；接下来加入试剂X调pH=4使Fe3+沉淀；最后加入KMnO4氧化沉钴，得到MnO2和Co(OH)3。废渣中含Pb的单质/氧化物，酸浸加入硫酸，Pb与硫酸反应生成难溶于水的，因此酸浸滤渣主要为，A正确；酸浸后溶液中以形式存在，本步骤加的目的是将氧化为，方便后续调pH生成沉淀除杂；在本步骤未被氧化，氧化在氧化沉钴时进行，B错误；试剂X需要调节pH除去，且不能引入新杂质，、均可与反应升高pH，不会引入新杂质，C正确；氧化沉钴中，氧化剂中从价降为产物的价，氧化剂得电子；还原剂从价升为产物的价，还原剂失电子，根据电子守恒得，D正确；故选B。 7.（2026·四川绵阳·二模）以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质的工艺流程如图所示： 已知：①电极电位越高，金属阳离子氧化性越强； ②25℃，部分电对的电极电位表 电对 电极电位/V 下列说法错误的是 A．“酸浸”时，温度越高酸浸效果越好 B．“滤渣Ⅰ”的成分主要为、S和 C．可以加入或NiO调节溶液pH，“净化”时加入的Y物质最好为Ni D．流程中的和CO等均可循环利用 【答案】A 【解析】由题给流程可知，镍镉矿在空气中加入稀硫酸酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，酸浸时空气中的会氧化中的生成单质，所以过滤得到的滤渣Ⅰ含有二氧化硅、硫单质、硫酸铅，向滤液中加入物质X调节溶液pH，将溶液中转化为氢氧化铁沉淀，X可以是碳酸镍或氧化镍等，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液，向滤液中加入物质Y，将溶液中铜离子转化为铜，结合题目所给氧化性及过程中尽量不引入杂质，可知向滤液中加入的物质Y是镍，过滤得到含有铜、镍的金属和硫酸镍、硫酸镉的滤液，滤液经电解得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液，向固体中通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉，四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳和硫酸等。酸浸时，适当升高温度可以加快反应速率，提高浸出率，但温度过高时，空气中溶解度降低，不利于氧化，同时会增大能耗，因此不是温度越高酸浸效果越好，A错误；由分析可知，滤渣Ⅰ的成分为、、，B正确；调节pH是为了除去，为不引入新杂质，可选用或，它们能与反应，使水解沉淀完全，“除杂”是为了除去，根据电极电位可知，金属还原性Ni>Cu，加入Ni可以将置换出来且不引入新杂质，故Y最好为，C正确；电解过程中，阳极生成，电解液中得到，可循环回酸浸步骤使用，加热分解生成和，可循环回气化步骤使用，因此和均可循环利用，D正确；故选A。 8.（2026·福建宁德·三模）一种用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺流程如图。 工艺流程中的部分反应如下： ①焙烧： ②酸化：   下列有关叙述正确的是 A．滤渣1的主要成分为SiO2 B．中和的目的是除铁和铝 C．酸化过程中pH=4.5时，若，的转化率为50% D．“转化”温度下溶解度： 【答案】D 【解析】由流程图已知信息①可知，铬铁矿粉（主要成分是FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等）与Na2CO3、KClO3、NaOH进行焙烧，SiO2转化为Na2SiO3，Al2O3转化为Na[Al(OH)4]，FeO·Cr2O3转化为Fe2O3和Na2CrO4；加入H2O进行浸取，得到的滤渣1为Fe2O3；在滤液中加入H2SO4调节pH=7~8，Na2SiO3转化为H2SiO3，Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀；再加入H2SO4进行酸化，由已知信息②可知，转化为，加入KCl进行转化，最后经一系列操作得到K2Cr2O7晶体。 A．由分析可知，滤渣1为Fe2O3，A错误；由分析可知，中和的目的是除去硅和铝的化合物，B错误；由信息②可得酸化反应的，当pH=4.5时，，若，代入K=1014，可求出，根据Cr元素守恒，转化率=，不是50%，C错误；加入KCl，Na2Cr2O7会转化为K2Cr2O7，根据复分解反应原理，溶解度小的物质会析出，所以溶解度：Na2Cr2O7>K2Cr2O7，D正确；故选D。 9.（2026·湖北武汉·模拟预测）如图所示的物质转化关系中，甲、乙、丙、丁、戊均含有同一种元素，甲为单质，乙为黑色固体，由两种常见元素构成，戊为蓝色不溶于水的固体。下列说法正确的是 A．丁中加入过量氨水可生成戊 B．乙的两种构成元素质量之比为4∶1 C．甲在酒精灯火焰上加热可直接生成丙 D．甲醛与戊反应，甲醛的氧化产物一定为甲酸钠 【答案】B 【解析】根据题干信息：戊为蓝色不溶于水的固体，可知戊为，五种物质均含同一种元素，因此该元素为铜：甲为单质，故甲是；乙是黑色固体，由两种常见元素构成，甲转化为乙，乙高温反应生成丙，结合反应，可知乙为，丙为；在酸中发生歧化反应：，对应丙生成甲（）和丁（可溶性铜盐），丁与碱反应生成戊（），所有转化关系成立。丁为可溶性铜盐，加入过量氨水时，先生成，后会与过量氨水络合生成可溶性的，无法得到戊（），A错误；乙为，相对原子质量为64，相对原子质量为16，元素质量比为，B正确；甲（）在酒精灯上加热，直接生成的是乙（），不能直接得到丙（），C错误；甲醛含有两个可被氧化的醛基结构，与足量新制（戊）反应时，甲醛会被完全氧化，最终氧化产物是碳酸盐（碱性条件下），不是甲酸钠，D错误；故选B。 10.（2026·山西朔州·二模）某种元素的单质及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X能使品红溶液褪色，褪色后的品红溶液受热恢复到品红的颜色。下列说法错误的是 A．若采用Cu为还原剂，H→X在常温下进行 B．M→H可以解释酸雨久置pH降低的原理 C．X、G的VSEPR模型均为平面三角形 D．J+稀盐酸→K的反应需开启排风设备 【答案】A 【解析】由“使品红溶液褪色，褪色后的品红溶液受热恢复到品红的颜色”可知X为，根据图中物质的转化关系可知G为，H为，L为S，K为，J为FeS，M为。Cu与浓硫酸反应需加热，A错误；酸雨久置，其中的弱酸（M）被氧化为强酸（H），酸性增强，降低，B正确；中心原子价层电子对数，VSEPR模型为平面三角形；中心原子价层电子对数，VSEPR模型也为平面三角形，C正确；FeS和稀盐酸反应生成有毒气体，需要开启排风设备，D正确；故选A。 11.（2026·河南新乡·三模）金属M和N的浓溶液的转化关系如图所示(略去部分生成物)，X是无色有刺激性气味的气体。 下列说法正确的是 A．N的浓溶液可用于干燥NH3 B．X可使紫色石蕊溶液先变红后褪色 C．反应①生成的Y可溶于氨水 D．反应②中H2O2既作氧化剂又作还原剂 【答案】C 【解析】根据蓝色沉淀Y可推断W溶液含，因此金属M为Cu；气体X为无色有刺激性气味的气体，与反应生成N，可推断X为，N为。N为，浓硫酸会与反应生成铵盐，不能干燥，A不符合题意；X为，溶于水生成亚硫酸，使紫色石蕊溶液变红，但不能使变红的石蕊溶液褪色，B不符合题意；Y为，可与氨水反应生成可溶性的，可溶于氨水，C符合题意；反应中，中O元素化合价降低，仅作氧化剂，D不符合题意；故选C。 12.（2026·浙江·二模）研究小组制备CuCl，用于制备氯苯，该小组设计的主要制备流程如下图所示，已知CuCl在空气中易被氧化，可溶于浓盐酸中。下列说法不正确的是 A．反应过程中可采用水浴加热 B．混合搅拌时，可通过蓝色是否褪去来初步判断反应是否完成 C．步骤Ⅰ过滤时要保证沉淀表面有溶液覆盖，以避免其被氧化而变质 D．最终的氯苯粗产品中含有的苯酚杂质，可用浓溴水除去苯酚杂质 【答案】D 【解析】工艺流程中通过以过量亚硫酸氢钠、氢氧化钠、氯化钠及硫酸铜在条件下，混合搅拌，过滤、洗涤、干燥得到；得到的溶于盐酸与在下，生成氯苯，以此进行分析。整个流程中反应温度为，低于，水浴加热受热均匀、温度易控，适合该反应，A正确。反应物中电离出的为蓝色，反应完全后全部转化为沉淀，蓝色消失，因此可通过蓝色是否褪去初步判断反应是否完成，B正确；已知在空气中易被氧化，过滤时沉淀表面覆盖溶液可以隔绝空气，防止被氧气氧化变质，C正确；苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚，三溴苯酚不溶于水易溶于氯苯，且溴也会溶于氯苯，无法除去杂质，还会引入新杂质，因此不能用浓溴水除杂，D错误；故选D。 13.（2026·河南开封·模拟预测）向溶液中加入浓溶液，制得悬浊液，向悬浊液中通入产生大量白色沉淀A，过滤，测得滤液的pH约为3.取洗涤后的白色沉淀A进行如下实验： 查阅文献：溶液中呈无色，易被氧化为。 下列叙述错误的是 A．滤液的pH约为3与过量有关 B．为使后续实验现象明显，过程①中的氨水要过量 C．过程③中有配位键的断裂与形成 D．溶液中通入也能产生白色沉淀A 【答案】D 【解析】白色沉淀A加氨水先得无色溶液，静置后变蓝色结合文献信息：溶液中（亚铜氨络离子）呈无色，易被氧化为蓝色的（铜氨络离子），说明沉淀A中含有（亚铜离子）；实验③加稀硝酸和溶液，生成白色沉淀B，稀硝酸会将氧化为，同时沉淀A中的阴离子被释放；加入生成白色沉淀，说明沉淀A中含有（氯离子），白色沉淀B为；实验④加无明显现象说明沉淀A中不含（硫酸根）和（亚硫酸根），因为它们与会生成沉淀，综上白色沉淀A是氯化亚铜（）。若不足，剩余的会中和反应生成的，溶液pH不会为3；过量时，除反应生成的强酸外，过量与水反应生成，使溶液pH降低到3，故滤液pH约为3与过量有关，A正确；过程①氨水过量才能保证CuCl完全溶解，形成无色，使后续静置被氧化为蓝色的现象更明显，B正确；过程③中，蓝色溶液中的与足量反应时，Cu-N配位键断裂，解离出的与形成水合铜离子的配位键，存在配位键的断裂与形成，C正确；白色沉淀A为CuCl，溶液中无，通入时即使被还原为，也会发生歧化反应生成Cu和，无法生成CuCl沉淀，D错误；故选D。 14.（2026·北京西城·二模）小组研究金属活动性差异对金属与CuSO4溶液反应的影响，进行如下实验。 已知：ⅰ.Cu2O溶于氨水生成的无色在空气中可被氧化为。 ⅱ.。 序号 金属 溶液 实验现象(部分) Ⅰ Mg 溶液 快速产生大量无色气泡，Mg条表面有蓬松棕褐色不溶物产生。Mg条附近溶液的pH下降。一段时间后，溶液的pH略有升高 Ⅱ Zn 有无色气泡产生，Zn表面有较膨松棕褐色不溶物产生 Ⅲ Fe 无气泡产生，Fe表面有较致密红色不溶物产生 实验Ⅳ  取Ⅰ中棕褐色不溶物，加入足量较浓的盐酸，固体部分溶解，上层溶液无色。过滤，取滤渣加入浓硝酸，产生红棕色气体。进一步实验说明Ⅱ、Ⅲ中不溶物的成分与Ⅰ相同。 实验Ⅴ  各取等质量的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的棕褐色或红色不溶物于试管中，分别加入2 mL浓氨水，上层溶液无色。5分钟后，上层溶液分别变为深蓝色、蓝色和浅蓝色。 下列说法不正确的是 A．根据Ⅰ和Ⅴ中现象，推测Ⅰ中存在反应： B．Ⅱ中影响气体生成速率的因素不只有 C．实验Ⅳ证明Ⅰ中棕褐色不溶物中存在Cu2O、Cu和CuO D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不溶物中Cu的含量不同，与金属活动性差异导致的气体生成速率不同有关 【答案】C 【解析】根据实验现象，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ生成的固体成分相同，均为氧化亚铜和铜的混合物，生成气体速率不同。实验Ⅰ中Mg条附近pH下降，说明生成了酸性物质，该反应生成符合pH下降的现象；实验Ⅴ中加氨水后最终变为深蓝色，说明不溶物含（与氨水生成无色，在空气中被氧化为深蓝色），A正确；Ⅱ中生成的无色气泡为，影响气体生成速率的因素除了，还有金属活动性、原电池效应、不溶物覆盖对固体表面积的影响等，因此影响因素不只有，B正确；若不溶物含，加浓盐酸会生成使溶液显蓝色，与实验Ⅳ中上层溶液无色的现象矛盾，无法证明存在，C错误；金属活动性，活动性越强生成气体速率越快，体系pH变化差异会导致生成和的比例不同，与Ⅴ中溶液颜色差异的现象吻合，D正确；故选C。 15.（2026·河南安阳·三模）蓝铜矿(主要成分为甲)是一种天然蓝色铜矿石，在冶金、颜料、文物修复等领域均有应用。甲在一定条件下能发生如下转化： 下列叙述正确的是 A．甲一定是 B．乙的主要成分是 C．丁可能是 D．使戊溶液显黄色的离子是 【答案】D 【解析】根据题干信息可判断甲加热分解生成、和黑色固体乙，说明甲含Cu、C、H、O四种元素，属于碱式铜盐，但不一定是，还可能是其他碱式碳酸铜，如，因此选项A错误；乙是黑色固体，而是砖红色固体，不符合乙的颜色特征；（黑色）与浓盐酸反应时，浓盐酸中浓度较高，会生成黄色络离子，稀释后转化为蓝色的，与题目现象一致，因此乙的主要成分是，选项B错误；丁能使澄清石灰水变浑浊且无毒，有毒，不符合“无毒”的条件，因此丁不可能是，选项C错误；乙（）与浓盐酸反应时，浓盐酸中浓度较高，与结合生成黄色的络离子；加水稀释后，浓度降低，与结合生成蓝色的，因此使戊溶液显黄色的离子是，选项D正确；故选D。 16.（2026·山东济宁·二模）某化学兴趣小组进行了如下物质转化实验(部分产物未标出)，下列说法错误的是： A．常温下可用铁制器皿来盛装浓硫酸 B．若N的阴离子空间结构与相似，则反应①中硫酸表现了氧化性 C．P、X分别与通过燃烧反应生成的化合物中元素的化合价不同 D．向G溶液中加入乙醇可以看到深蓝色晶体析出 【答案】B 【解析】首先推导各物质： 根据流程可推知：为，为（黄色晶体），为，为，为铜盐，为硫酸四氨合铜。常温下铁遇浓硫酸会发生钝化，形成致密氧化膜阻止反应，因此可用铁制器皿盛装浓硫酸，A正确；N的阴离子空间结构与相似，则N为（可以看作是中一个非羟基氧原子被硫原子取代的产物，所以结构类似）。则与稀硫酸的反应方程式为：，该反应是自身歧化（为），硫酸中化合价不变，仅体现酸性，未表现氧化性，B错误；与燃烧生成，其中为价；与燃烧生成，其中为价，化合价不同，C正确；为硫酸四氨合铜溶液，硫酸四氨合铜在乙醇中溶解度远小于在水中的溶解度，加入乙醇会析出深蓝色的晶体，D正确；故选B。 17.（2026·河北秦皇岛·模拟预测）硫酸四氨合铜易溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，常用作杀虫剂、媒染剂。工业上一种以黄铜矿(主要成分是，含、等杂质)为原料制备的流程如图所示。下列说法错误的是 A．“煅烧”的目的是将转化为氧化物 B．滤渣2的主要成分为、 C．较稳定，向其溶液中加入少量溶液，无明显现象 D．1 mol 中含有16 mol 共价键 【答案】C 【解析】用黄铜矿（主要成分为）制备的流程如下：首先将黄铜矿粉碎、煅烧，将硫化物转化为氧化物，为下一步酸浸处理做准备；接下来将煅烧后的产物酸浸，二氧化硅不溶于酸，作为滤渣滤除，酸浸同时加入，将氧化为，故滤液中含有、和；下一步加过量氨水调节pH，和转化为沉淀，而与过量氨水作用会生成可溶性留在溶液中，即得到产物。煅烧过程中，硫化物被氧化分解为、的氧化物，同时生成，便于后续酸浸处理，A正确；由分析可知，加入过量氨水后，、转化为、沉淀，与过量氨水形成可溶性留在溶液中，因此滤渣2为、，B正确；的溶度积极小，即使较稳定，也会电离出少量，加入后，会与结合生成黑色沉淀，该现象可以观察到，C错误；1个中，每个含3个共价键，4个共个；与4个形成4个配位键（配位键属于共价键），总共价键为个，因此含共价键，D正确；故选C。 18.（2026·山东德州·三模）某小组同学欲探究和HCHO的反应产物。将的NaOH溶液(过量)、的溶液和37%~40%的HCHO溶液按一定比例混合加热。实验记录如下。已知：。下列说法错误的是 实验 Ⅰ Ⅱ 试剂用量 实验现象 砖红色固体生成，有少量气体产生 紫红色固体生成，有大量气体产生 A．向Ⅰ中的砖红色固体中加入足量稀硫酸，仍有固体存在，说明砖红色固体中有Cu B．可用X射线衍射技术确认实验Ⅰ中砖红色固体含有 C．取少量反应后的溶液，加入过量盐酸，未产生使澄清石灰水变浑浊的气体，可证明甲醛的氧化产物为HCOONa D．实验Ⅱ中Cu产生的主要原因为沉淀继续被过量的HCHO还原所致 【答案】A 【解析】利用HCHO的还原性，控制其比例可以将Cu(OH)2还原成不同价态的还原产物，实验一的有砖红色固体生成，则一定生成了砖红色的Cu2O，反应方程式可能为，则实验一中微过量的HCHO可能继续将部分Cu2O还原成Cu，同时生成少量H2，实验二由于HCHO超过量，将生成Cu2O全部还原为Cu，并产生大量H2。加入稀硫酸后存在的固体可能为Cu2O遇酸分解生成的Cu，不能据此判断砖红色固体中一定有Cu，判断逻辑错误，A错误；可以用X射线衍射技术确定实验I中砖红色固体的结构，进而判断是否为Cu2O，B正确；HCHO被氧化的产物可能为HCOO-或，若加入盐酸，产生了使澄清石灰水变浑浊的气体，说明生成了，未观察到现象，说明氧化产物为HCOONa，C正确；由分析知，D正确；故选A。 19.（2026·山东·模拟）铜和铁的单质及其化合物在生产和生活中有广泛应用。部分含铜、铁的物质“价-类”二维图如图，下列叙述正确的是 A．常温下，a和d在浓硝酸中构成原电池，d的质量一直减小 B．将b溶于稀硫酸，溶液变蓝并生成固体，则生成的固体是a C．图示6种物质中，在潮湿的空气中最不稳定的是d D．在高温下，d与水蒸气反应生成e和氢气 【答案】B 【解析】a为，d为，常温下在浓硝酸中会钝化，表面生成致密氧化膜阻止进一步反应，构成原电池时为正极不溶解，为负极溶解，d质量不变，A错误；b为(氧化亚铜)，溶于稀硫酸发生反应：，生成，溶液变蓝，且生成固体为，是a，B正确；6种物质中，f为，在潮湿空气中极易被氧化为，比d（Fe单质）更不稳定，C错误；d为，高温下与水蒸气反应生成和，e为（+3价氧化物），产物不是e，D错误；故选B。 20.（2026·河北保定·模拟预测）某学习小组欲对放置一段时间的某胆矾样品及受热分解产物成分进行探究。准确称取2.14 g样品置于加热管中，连接传感器检测固体质量随温度变化曲线如图。则下列分析正确的是 A．该样品化学式为 B．650℃以后胆矾才开始发生分解反应 C．胆矾中的所有结晶水与、的相互作用完全相同 D．CuO在高温下可以分解产生氧气 【答案】D 【解析】胆矾样品初始质量为2.14 g，380-650℃后固体质量稳定在1.60 g，此阶段应为无水CuSO4；则有，，，即样品化学式为，A错误；胆矾分解包括失去结晶水和无水盐分解，30-110℃已开始失去结晶水，650℃后为无水CuSO4分解，B错误；胆矾的结构简式为，其中4个H2O与Cu2+配位，1个H2O通过氢键与硫酸根结合，相互作用不完全相同，C错误；650℃后，1.60 g无水CuSO4分解，温度高于1000℃时固体质量降至0.72 g；0.01mol CuSO4先分解为0.01 mol CuO（0.80 g），继续失重0.08 g，对应CuO分解，即；0.01mol CuO完全分解生成0.005 mol Cu2O（0.72g），证明CuO高温分解产生O2，D正确；故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 目 录 真题·命题感知 进阶·强化演练 考向01 金属材料 考向02 与铜有关的实验 考向03 与铜有关的工艺流程 考向04 与铜有关的转化 考向05 与金属有关的工艺流程 拔高·模拟预测 真题·命题感知 1.（2026·黑吉辽蒙卷·高考真题）从铜阳极泥（主要成分为和，含少量和）中提取热电材料碲（）的流程如图。已知与适量空气反应可生成。下列说法正确的是 A．“浸渍”时通入过量空气不发生副反应 B．滤渣可以全部溶于浓 C．被氧化过程中，溶液碱性增强 D．“沉碲”过程中被氧化 命题情境 本题以从铜阳极泥中提取热电材料碲为真实工业情境，融合了资源回收与新材料制备。铜阳极泥含Cu₂Te、Cu₂S及贵金属，涉及“浸渍—沉碲”等工序，充分体现化工流程的综合性。试题将元素化合物性质（Cu、Te、S、Au）、氧化还原反应、溶液酸碱性变化及物质溶解性等核心知识置于STSE背景中考查，尤其强调对“适量”与“过量”条件的辨析，以及副反应的分析，体现了新高考对证据推理与过程分析能力的要求。 解题方法 解答本题需紧扣流程中的物质转化与价态变化。首先，明确“浸渍”时氧气参与氧化Na₂S和Na₂Te，过量会导致S²⁻被过度氧化而发生副反应。其次，滤渣中含Au，而Au不溶于浓硝酸。再次，根据Na₂Te被氧化为Na₂Te₂，配平可得生成NaOH，溶液碱性增强。最后，“沉碲”时Te由-1价升至0价，被氧化，则Na₂SO₃必被还原。解题关键在于准确判断各步骤中元素的化合价变化，并熟练运用金属活动性与溶解性规律。 2.（2024·福建·高考真题）从废线路板(主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁)中提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含和。下列说法正确的是 A．“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B．“酸溶”时产生和离子 C．“碱溶”时存在反应： D．“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 命题情境 本题以废线路板的资源化利用为背景，紧扣“绿色化学”与“循环经济”理念。原料含铜及铅锡合金、铝、锌、铁等，流程设计为“机械粉碎—酸溶—碱溶—电解精炼”的分步分离模式。试题以物质的化学性质差异为线索，考查金属与酸、碱的反应规律，以及电解精炼原理。情境贴近工业生产实际，突出考查学生在复杂混合物体系中，依据元素性质差异设计分离路径的能力，体现了化学在解决环境与资源问题中的学科价值。 解题方法 “机械粉碎”仅改变颗粒大小，不改变物质组成。酸溶时，Al、Zn、Fe与盐酸反应，但Fe生成Fe²⁺而非Fe³⁺，需注意氧化剂的缺失。碱溶环节，Sn与O₂、OH⁻反应生成SnO₃²⁻，需根据电荷与原子守恒配平方程式。电解精炼中，粗铜作阳极（发生氧化反应）而非阴极。解题关键在于理清“酸溶”与“碱溶”两步所针对的金属元素，熟记Al、Zn、Sn、Pb的两性特性，并准确应用电化学基本原理。 3.（2026·陕晋青宁卷·高考真题）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： (1)废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 (2)“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 (3)“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 (4)“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 (5)“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 (6)滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 (7)滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 命题情境 本题以废旧磷酸铁锂电池粉的深度回收为切入点，聚焦锂、铁、铝、磷等元素的资源化利用，具有鲜明的STSE导向。流程涵盖“酸浸—沉铝—焙烧—除杂—沉锂”等复杂操作，涉及锂离子电池正极反应、多种化合物的转化、化学平衡常数计算、离子检验等丰富内容。试题将化工生产流程与化学反应原理深度融合，尤其以平衡常数K的定量运算和Fe²⁺的检验为能力区分点，全面考查学生信息提取、定量计算和实验分析的综合素养。 解题方法 首先，根据电池反应逆写正极反应，注意Li⁺参与嵌脱。其次，酸溶过程需正确书写化学方程式。除杂环节中，H₂O₂的作用是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，其检验可用铁氰化钾溶液（生成蓝色沉淀）。解题重在把握整个流程的物质流向，熟练运用守恒法进行配平与计算，并记忆特征离子的检验方法。 4.（2026·河北·高考真题）钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺，实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下： 已知：钒渣主要含、、和少量CaO、 等。 回答下列问题： (1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。 (2)氧化工序通常采用较大的流量，其目的是_______________________；配平化学方程式：________________________________。 _____ _____ _____ _____ _____ ______ (3)滤渣的主要成分有 、__________、__________(填化学式)。 (4)80℃和40℃时，和的溶解度随 质量分数变化如图所示。结合图像分析 质量分数为30%时，冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因：________________________________。 (5)母液返回_________工序。 (6)还原工序中，反应的离子方程式为___________________________________。 命题情境 本题以亚熔盐法清洁生产提取钒和铬为载体，展示了我国在战略金属冶金领域的自主创新技术。钒渣成分复杂（含FeO·V₂O₃、FeO·Cr₂O₃、SiO₂等），流程涉及“氧化—沉淀—冷却结晶—还原—水解”等工序。试题将元素周期律（d区元素）、氧化还原方程式的配平、溶解度曲线图的读图分析、离子方程式的书写等知识点有机整合，注重能力考查。 解题方法 解题关键在于综合应用氧化还原规则、图表信息提取和元素化合物性质进行系统推理。首先，V和Cr的价电子排布为d区元素。其次，氧化工序的配平需准确标定FeO·V₂O₃中铁和钒的价态，计算失电子总数。沉淀工序中，SiO₂转化为Na₂SiO₃后与Ca(OH)₂生成CaSiO₃沉淀。冷却结晶工序须结合溶解度曲线，解释在30% NaOH条件下降温至40℃时，Na₃VO₄因溶解度大幅降低而析出，而Na₂CrO₄溶解度变化小，从而实现分离。还原工序书写离子方程式时，注意CrO₄²⁻→Cr³⁺的酸性环境与电子转移守恒。 进阶·强化演练 考向01 金属材料 1.【新考法·金属材料】（2026·河北承德·模拟预测）我国出土的文物呈现了瑰丽的历史文化，下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．后母戊青铜方鼎 B．天然夜明珠 C．玉谷纹璧 D．青花云龙纹扁瓶 2.（2026·贵州铜仁·模拟预测）贵州历史悠久，物产丰饶。下列描述的物质中属于金属矿产的是 A．蔺地佳布，冬暖夏凉，宜衣宜幔，边地至宝 B．黔中孕灵，丹砂映日，溪山藏宝，水银流光 C．夜郎枸酱，味压江南，一缕醇香，通于南越 D．黔中佳纸，小屯称最，吸墨不洇，落笔生韵 3.（2026·青海西宁·一模）东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）成为我国的旅游标志，青铜含铜、锡、铅等元素。下列说法错误的是 A．青铜是我国使用最早的合金 B．青铜的熔点低于铜、锡、铅 C．青铜能完全溶解在盐酸中 D．青铜发生电化学腐蚀时铜受到保护 4.（2026·重庆·三模）2025年12月3日，我国朱雀三号重复使用运载火箭成功发射。下列有关说法错误的是 A．火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料 B．飞船内常用固体来吸收空气中的 C．火箭用到的先进陶瓷材料属于无机非金属材料 D．火箭箭体用到钛合金，钛属于稀土金属 考向02 与铜有关的实验 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·江苏南通·一模）下列以铜为原料制取［Cu(NH3)4]SO4溶液并验证SO2性质的装置中，原理正确并能达到实验目的的是 A．用装置甲制CuSO4 B．用装置乙验证SO2具有漂白性 C．用装置丙稀释混合物得CuSO4溶液 D．用装置丁制［Cu(NH3)4]SO4溶液 2.（2026·四川成都·一模）研究甲醛与新制反应的固体产物A的成分，设计如下实验。下列说法错误的是 已知：ⅰ.能溶于浓氨水产生无色；能溶于浓氨水产生蓝色。 ⅱ.可与Cu反应生成。 A．①中加塞密闭是为了防止空气干扰 B．②→④发生被氧化的过程 C．③中的红色固体主要成分为Cu D．固体产物A的成分一定不含CuO 3.（2026·河南南阳·二模）实验室中利用如图装置探究铜与浓硫酸的反应。下列有关说法错误的是 A．试管A中发生的反应为(浓) B．若试管B中的溶液为溶液且实验过程中产生白色沉淀，则白色沉淀应为沉淀 C．熄灭酒精灯后试管B中的液体会倒吸到试管A中 D．从D导管口向试管A中鼓入大量空气可防止尾气污染环境 4.（2026·湖南·二模）氧化亚铜(Cu2O)为砖红色粉末状固体，可用作陶瓷和搪瓷的着色剂。为探究Cu2O的性质，取少许等量的Cu2O固体分别加入甲、乙两支试管中，进行如下实验。下列说法正确的是 实验操作及现象 试管甲 滴加过量0.3mol/LHNO3溶液并充分振荡，无气体生成，砖红色固体转化为另一颜色固体，溶液呈浅蓝色；倾倒溶液，滴加浓硝酸，固体逐渐消失，产生红棕色气体。 试管乙 滴加过量6mol/L氨水并充分振荡；砖红色固体逐渐溶解，溶液颜色呈无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色。 A．试管甲中新生成的固体为CuO B．试管甲中浓、稀硝酸的主要作用均为氧化剂 C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)能与NH3形成无色配合物，且该配合物易被氧化 D．上述实验表明Cu2O是一种两性氧化物 考向03 与铜有关的工艺流程 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·山东德州·一模）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺。下列说法错误的是 已知： ①：熔点314℃沸点460℃ ②分解温度：CuO 1100℃、 560℃、 680℃、高于1000℃ A．焙烧温度可以选择500℃ B．酸浸的目的是溶解CuO C．浸出渣的成分是 D．电解后所得溶液可返回酸浸工序中循环利用 2.（2026·江西·一模）一种制备的工艺路线如图所示，“还原”过程中需及时补加以保持反应在碱性条件下进行。已知高温条件下，的稳定性强于。下列说法错误的是 A．“滤渣”的主要成分为 B．“试剂X”可以为或 C．“还原”过程中反应的离子方程式为 D．高温条件下，的稳定性强于的主要原因是基态的价层电子排布式为 3.（2026·广西·模拟预测）氯化亚铜为白色粉末状固体，难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等。工业以硫化铜精矿为原料，制备氯化亚铜的流程如图： 下列说法中正确的是 A．步骤①“焙烧”的目的是将CuS转化为 B．步骤②“硫酸浸出”所用硫酸浓度越大浸出速率越快 C．步骤③离子方程式： D．步骤④为了降低成本，洗涤液可以将乙醇换为水 4.（2026·江西·模拟预测）蓝矾常用于制备波尔多液、游泳池的消毒剂。以赤铜矿石(主要成分为，含少量、和等)为原料制备蓝矾的流程如图所示。下列叙述错误的是 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀的如下表。 氢氧化物 开始沉淀的 3.7 5.4 6.3 1.5 完全沉淀的 4.7 6.7 8.3 3.2 A．“滤渣1”含有铜单质 B．“氧化”中可能产生有毒气体 C．“调”范围： D．分离“蓝矾”的操作：过滤、干燥 考向04 与铜有关的转化 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·河南商丘·模拟预测）部分含Fe或Cu物质的“价—类”二维图如图所示。下列推断错误的是 A．物质b、c、d、e均可与硝酸反应生成g B．常压点燃条件下存在a→b转化的金属元素，其焰色试验火焰呈绿色 C．物质f和足量氨水反应可能得到物质d或e D．若物质a能和水蒸气反应，则会生成物质c和一种可燃性气体 2.（2026·广东汕头·一模）部分含Cu和S物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．可存在的转化 B．若用新制的检验醛基可生成 C．与在加热条件下反应生成 D．与反应的离子方程式可能是： 3.（2026·云南昆明·模拟预测）铜元素存在如下转化关系： CuSO4溶液CuI沉淀KCuI2溶液Cu2O沉淀Cu 下列说法错误的是 A．反应①有生成 B．反应②生成了配离子 C．反应③为 D．反应④中溶液保持无色 4.（2026·河南周口·模拟预测）元素及其化合物在日常生活中应用广泛，如图为、、N及其化合物的部分“价—类”二维图，下列相关说法错误的是 A．若a常温下为黑色固体，则a与反应的产物随浓度变化而变化 B．若b可以氧化乙醇，则b溶于盐酸(过量)后，溶液呈绿色 C．若c为白色，则c与浓硝酸反应可得到f D．若e为棕黄色溶液，则e可用于胶体制备 考向05 与金属有关的工艺流程 1.【新考法·与量有关的离子方程式】（2026·云南·三模）实验室模拟利用含钴废料(主要成分为，还含有少量的铝箔等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图所示： 已知：、难溶于水。 下列说法错误的是 A．“碱浸”发生的反应为 B．“酸溶”反应中可以用代替 C．“操作①”用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒 D．“沉钴”时若浓度太大，可能导致产品中混有 2.（2026·山东临沂·模拟预测）工业上以软锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾，主要流程如图。 已知：“熔融氧化”中发生反应的化学方程式为。 下列说法错误的是 A．“熔融氧化”可在铁坩埚中进行 B．“锰酸钾歧化”中可替换为 C．“抽滤”可加快过滤速度，使固液分离更彻底 D．“锰酸钾歧化”中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 3.（2026·云南·二模）以精炼铜产生的阳极泥（含Au、Ag、CuS等）为主要原料提取金和银的流程如图所示： 已知：“胆水”可用于冶炼铜。下列说法错误的是 A．“细菌氧化”可以用“焙烧氧化”代替，二者对环境均无污染 B．胆水中溶质的主要成分为CuSO4 C．“浸取”时，HCl提供Cl-作配体 D．“电沉积”步骤在阴极获得Ag单质 4.（2026·陕西咸阳·三模）钛被誉为“太空金属”与“战略金属”。一种由钛铁矿(主要成分为，其中为+4价)制取金属钛的流程如图所示(反应条件省略)。下列说法错误的是 A．“氯化”时焦炭与物质的量之比为 B．元素Fe、Ti均位于元素周期表的d区 C．消耗单质，理论上可制取金属钛 D．制取金属钛时不能用或代替 拔高·模拟预测 1.（2026·天津和平·三模）某研究小组开发了制备高纯纳米钛酸钡()工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是 A．“气体”主要成分是，“溶液1”的溶质只含和 B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、验洗纯 C．“合成反应”中生成的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀去除残留的碱，以提高纯度 2.（2026·辽宁朝阳·三模）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如图所示。下列说法错误的是 A．“沉铜”步骤用H2S，说明CuS的溶解度很小 B．“沉淀”步骤滤渣的成分为Fe(OH)3 C．“沉锰”步骤中，若生成1 mol MnO2，则产生2 mol H+ D．“沉钴”步骤中加入适量NaClO，离子方程式为 3.（2026·内蒙古呼和浩特·二模）铁钴铜合金湿法分离流程如下，下列说法错误的是 已知：单质与单质化学性质相似 A．“酸浸”反应： B．“氧压水解”反应： C．“氧压水解”中可适当提高温度促进水解以提高铁回收率 D．滤液结晶后母液可用于“酸浸”，实现循环利用 4.（2026·河南洛阳·模拟预测）钪(Sc)是航空航天、超导材料领域的关键稀土金属。以钒钛磁铁矿中提取的为原料，采用钙热还原法制备高纯金属钪的核心工艺如图所示。已知：的熔点为1402℃，Sc的熔点为1541℃。 下列说法正确的是 A．“300℃氟化”反应可以在石英坩埚中进行 B．“钙热还原”温度高于1541℃有利于反应和分离 C．Ca的沸点高于Sc D．“钙热还原”应在惰性气体氛围中进行 5.（2026·湖南岳阳·一模）金属铬(Cr)常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬。由(亚铬酸亚铁)制备Cr的流程如下。下列说法错误的是 A．若要在金属表面镀铬，应该将待镀金属作阴极 B．反应①中发生的反应是 C．反应②可以用浓盐酸代替稀硫酸，反应速率更快 D．反应④中的Si可以用Al来代替作还原剂置换Cr 6.（2026·湖南湘潭·二模）一种从湿法炼锌产生的废渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物）中富集回收Co，得到含锰高钴成品的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．滤渣中的物质主要为 B．“氧化”时被氧化的离子为 C．试剂X可以是ZnO或 D．“氧化沉钴”时， 7.（2026·四川绵阳·二模）以镍镉矿（主要成分为NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质）为原料回收部分金属单质的工艺流程如图所示： 已知：①电极电位越高，金属阳离子氧化性越强； ②25℃，部分电对的电极电位表 电对 电极电位/V 下列说法错误的是 A．“酸浸”时，温度越高酸浸效果越好 B．“滤渣Ⅰ”的成分主要为、S和 C．可以加入或NiO调节溶液pH，“净化”时加入的Y物质最好为Ni D．流程中的和CO等均可循环利用 8.（2026·福建宁德·三模）一种用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺流程如图。 工艺流程中的部分反应如下： ①焙烧： ②酸化：   下列有关叙述正确的是 A．滤渣1的主要成分为SiO2 B．中和的目的是除铁和铝 C．酸化过程中pH=4.5时，若，的转化率为50% D．“转化”温度下溶解度： 9.（2026·湖北武汉·模拟预测）如图所示的物质转化关系中，甲、乙、丙、丁、戊均含有同一种元素，甲为单质，乙为黑色固体，由两种常见元素构成，戊为蓝色不溶于水的固体。下列说法正确的是 A．丁中加入过量氨水可生成戊 B．乙的两种构成元素质量之比为4∶1 C．甲在酒精灯火焰上加热可直接生成丙 D．甲醛与戊反应，甲醛的氧化产物一定为甲酸钠 10.（2026·山西朔州·二模）某种元素的单质及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X能使品红溶液褪色，褪色后的品红溶液受热恢复到品红的颜色。下列说法错误的是 A．若采用Cu为还原剂，H→X在常温下进行 B．M→H可以解释酸雨久置pH降低的原理 C．X、G的VSEPR模型均为平面三角形 D．J+稀盐酸→K的反应需开启排风设备 11.（2026·河南新乡·三模）金属M和N的浓溶液的转化关系如图所示(略去部分生成物)，X是无色有刺激性气味的气体。 下列说法正确的是 A．N的浓溶液可用于干燥NH3 B．X可使紫色石蕊溶液先变红后褪色 C．反应①生成的Y可溶于氨水 D．反应②中H2O2既作氧化剂又作还原剂 12.（2026·浙江·二模）研究小组制备CuCl，用于制备氯苯，该小组设计的主要制备流程如下图所示，已知CuCl在空气中易被氧化，可溶于浓盐酸中。下列说法不正确的是 A．反应过程中可采用水浴加热 B．混合搅拌时，可通过蓝色是否褪去来初步判断反应是否完成 C．步骤Ⅰ过滤时要保证沉淀表面有溶液覆盖，以避免其被氧化而变质 D．最终的氯苯粗产品中含有的苯酚杂质，可用浓溴水除去苯酚杂质 13.（2026·河南开封·模拟预测）向溶液中加入浓溶液，制得悬浊液，向悬浊液中通入产生大量白色沉淀A，过滤，测得滤液的pH约为3.取洗涤后的白色沉淀A进行如下实验： 查阅文献：溶液中呈无色，易被氧化为。 下列叙述错误的是 A．滤液的pH约为3与过量有关 B．为使后续实验现象明显，过程①中的氨水要过量 C．过程③中有配位键的断裂与形成 D．溶液中通入也能产生白色沉淀A 14.（2026·北京西城·二模）小组研究金属活动性差异对金属与CuSO4溶液反应的影响，进行如下实验。 已知：ⅰ.Cu2O溶于氨水生成的无色在空气中可被氧化为。 ⅱ.。 序号 金属 溶液 实验现象(部分) Ⅰ Mg 溶液 快速产生大量无色气泡，Mg条表面有蓬松棕褐色不溶物产生。Mg条附近溶液的pH下降。一段时间后，溶液的pH略有升高 Ⅱ Zn 有无色气泡产生，Zn表面有较膨松棕褐色不溶物产生 Ⅲ Fe 无气泡产生，Fe表面有较致密红色不溶物产生 实验Ⅳ  取Ⅰ中棕褐色不溶物，加入足量较浓的盐酸，固体部分溶解，上层溶液无色。过滤，取滤渣加入浓硝酸，产生红棕色气体。进一步实验说明Ⅱ、Ⅲ中不溶物的成分与Ⅰ相同。 实验Ⅴ  各取等质量的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的棕褐色或红色不溶物于试管中，分别加入2 mL浓氨水，上层溶液无色。5分钟后，上层溶液分别变为深蓝色、蓝色和浅蓝色。 下列说法不正确的是 A．根据Ⅰ和Ⅴ中现象，推测Ⅰ中存在反应： B．Ⅱ中影响气体生成速率的因素不只有 C．实验Ⅳ证明Ⅰ中棕褐色不溶物中存在Cu2O、Cu和CuO D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不溶物中Cu的含量不同，与金属活动性差异导致的气体生成速率不同有关 15.（2026·河南安阳·三模）蓝铜矿(主要成分为甲)是一种天然蓝色铜矿石，在冶金、颜料、文物修复等领域均有应用。甲在一定条件下能发生如下转化： 下列叙述正确的是 A．甲一定是 B．乙的主要成分是 C．丁可能是 D．使戊溶液显黄色的离子是 16.（2026·山东济宁·二模）某化学兴趣小组进行了如下物质转化实验(部分产物未标出)，下列说法错误的是： A．常温下可用铁制器皿来盛装浓硫酸 B．若N的阴离子空间结构与相似，则反应①中硫酸表现了氧化性 C．P、X分别与通过燃烧反应生成的化合物中元素的化合价不同 D．向G溶液中加入乙醇可以看到深蓝色晶体析出 17.（2026·河北秦皇岛·模拟预测）硫酸四氨合铜易溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，常用作杀虫剂、媒染剂。工业上一种以黄铜矿(主要成分是，含、等杂质)为原料制备的流程如图所示。下列说法错误的是 A．“煅烧”的目的是将转化为氧化物 B．滤渣2的主要成分为、 C．较稳定，向其溶液中加入少量溶液，无明显现象 D．1 mol 中含有16 mol 共价键 18.（2026·山东德州·三模）某小组同学欲探究和HCHO的反应产物。将的NaOH溶液(过量)、的溶液和37%~40%的HCHO溶液按一定比例混合加热。实验记录如下。已知：。下列说法错误的是 实验 Ⅰ Ⅱ 试剂用量 实验现象 砖红色固体生成，有少量气体产生 紫红色固体生成，有大量气体产生 A．向Ⅰ中的砖红色固体中加入足量稀硫酸，仍有固体存在，说明砖红色固体中有Cu B．可用X射线衍射技术确认实验Ⅰ中砖红色固体含有 C．取少量反应后的溶液，加入过量盐酸，未产生使澄清石灰水变浑浊的气体，可证明甲醛的氧化产物为HCOONa D．实验Ⅱ中Cu产生的主要原因为沉淀继续被过量的HCHO还原所致 19.（2026·山东·模拟）铜和铁的单质及其化合物在生产和生活中有广泛应用。部分含铜、铁的物质“价-类”二维图如图，下列叙述正确的是 A．常温下，a和d在浓硝酸中构成原电池，d的质量一直减小 B．将b溶于稀硫酸，溶液变蓝并生成固体，则生成的固体是a C．图示6种物质中，在潮湿的空气中最不稳定的是d D．在高温下，d与水蒸气反应生成e和氢气 20.（2026·河北保定·模拟预测）某学习小组欲对放置一段时间的某胆矾样品及受热分解产物成分进行探究。准确称取2.14 g样品置于加热管中，连接传感器检测固体质量随温度变化曲线如图。则下列分析正确的是 A．该样品化学式为 B．650℃以后胆矾才开始发生分解反应 C．胆矾中的所有结晶水与、的相互作用完全相同 D．CuO在高温下可以分解产生氧气 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 真题·命题感知 1.C 2.C 3.(1) (2)适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种） C（石墨） (3)+3 (4)NaOH溶液或Na2CO3溶液 (5) (6)Na2SO4 (7)将氧化为，便于后续沉淀 铁氰化钾溶液（） 4.(1)d (2)提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可） 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O (3)Fe2O3 CaSiO3 (4)在NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4的溶解度远小于80℃，而Na2CrO4的溶解度变化不大。降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，从而实现钒和铬的分离 (5)氧化 (6)2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O 进阶·强化演练 考向01 金属材料 1.A 2.B 3.C 4.D 考向02 与铜有关的实验 1.D 2.D 3.C 4.C 考向03 与铜有关的工艺流程 1.A 2.D 3.C 4.D 考向04 与铜有关的转化 1.D 2.C 3.D 4.A 考向05 与金属有关的工艺流程 1.B 2.B 3.A 4.A 拔高·模拟预测 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A D C B A D B A 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C D D C D B C A B D 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $