第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用（复习讲义）（北京专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义围绕铜及其化合物、合金、金属矿物开发利用等核心考点，以“价—类二维图”构建物质转化网络，通过知识解构、考向破译、解题妙招系统梳理知识点内在联系。采用考点梳理、方法指导、真题训练的教学流程，帮助学生突破铜化合物性质、金属冶炼等难点，体现复习的系统性和针对性。 资料突出化学观念与科学思维培养，如通过铜元素“价—类二维图”强化物质转化观念，利用“金属活动性顺序与冶炼方法对应模型”培养证据推理能力。设计工业流程分析（如黄铜矿炼铜）、物质鉴别实验（如Cu与Cu₂O区分）等探究活动，配合分层变式题和真题溯源，确保高效复习。助力学生提升信息提取与建模能力，为教师把控复习节奏提供清晰框架。

第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点 一 铜及其重要化合物 知识解构 知识点1 铜的性质与应用 ∣ 知识点2 铜的氧化物和氢氧化物 知识点3 铜盐 ∣ 知识点 4 铜及其化合物的“价—类二维图”及物质间的转化关系 考向破译 考向1 考查铜及其化合物的性质与应用 ∣ 考向2 考查铜及其化合物的 制备 解题妙招1 区别红色物质Cu和Cu2O的方法 考点二 合金及常见金属材料 知识解构 知识点1 合金 ∣ 知识点2 常见的金属材料 考向破译 考向1 考查 合金的性质和用途 ∣ 考向2 考查 几种常见的金属材料 考点 三 金属矿物的开发利用 知识解构 知识点1 金属在自然界中的存在形式 ∣ 知识点2 金属的冶炼 考向破译 考向1 考查 金属冶炼方法的选择 解题妙招 1 金属的冶炼方法 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 合金、金属矿物的开发利用 T7 T18 铜及其化合物 T6(B) T18 T19 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1)以铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜、硫酸铜等核心物质为载体，结合物质转化、离子反应、氧化还原滴定计算，考查铜及其化合物的性质与应用；常以黄铜矿炼铜、胆矾制备等工业流程为情境，区分不同价态铜化合物在除杂、防腐、催化体系中的功能差异，侧重考查变化观念与证据推理素养。(2)以新型铜基催化剂、铜基储能材料、污水处理中的铜循环、纳米铜材料制备等前沿科技为背景，围绕 Cu²⁺/Cu⁺转化、铜的电化学腐蚀与防护、铜盐的水解平衡与沉淀溶解平衡设置问题；突出氧化还原反应的定量分析，强化新情境下信息提取与化学建模能力。(3)依托古代湿法炼铜、胆水浸铜、青铜器制作与修复等古文史料和传统手工业操作，考查铜及其化合物的分离提纯、鉴别、除杂操作；结合中华传统文化考点，考查物质推断、实验操作评价，增强文化自信，落实高考素养导向。(4)考查金属材料与冶炼：以合金性能对比、金属矿物开发利用为载体，考查常见金属的冶炼方法（热分解、热还原、电解法），结合金属活动性顺序判断冶炼工艺；常与电化学、资源回收利用、环境保护等结合，考查金属腐蚀防护、废旧金属回收的化学原理与应用价值。 ►复习目标： 1.明晰 Cu、Cu₂O、CuO、Cu (OH)₂、CuSO₄、CuCl₂等物质的物理性质，熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式，梳理完整铜元素 “价 - 类” 二维转化网络，理清单质、氧化物、氢氧化物、盐之间的转化逻辑。 2.了解合金的概念、组成与性能关系，掌握常见金属材料（如青铜、黄铜）的成分与用途；理解金属冶炼的实质，熟记金属活动性顺序与冶炼方法的对应关系，熟练书写常见金属冶炼的化学方程式（如电解精炼铜、高炉炼铁、铝热反应等）。 3.掌握金属矿物开发利用的基本流程，理解粗铜电解精炼、废旧金属回收的化学原理，能结合工业流程分析金属冶炼中的除杂、提纯、环境保护等问题；了解金属腐蚀的类型与常见防护措施，建立化学与资源利用、环境保护的联系。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 铜及其重要化合物 知●识●解●构 知识点1 铜的性质与应用 1.物理性质 铜是 金属，具有良好的导电性、导热性性(仅次于银)和延展性 2.化学性质 （1）与非金属反应 ①潮湿的空气中： (碱式碳酸铜，绿色固体) ②与氧气加热：2Cu＋O22CuO (黑色固体) ③铜丝在Cl2中燃烧：Cu＋Cl2CuCl2 (棕黄色烟) ④铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋SCu2S （2）与酸反应：铜与 不反应，但与与氧化性酸( 、 、 )能反应 ①铜与浓硫酸共热： ②铜与浓硝酸反应： ③铜与稀硝酸反应： （3）与盐溶液反应 ①铜与氯化铁溶液：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ ②铜与硝酸银溶液：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ 3．铜的存在及制备 (1)铜的存在：在人类历史上，首先发现并应用的是铜，其后是铁。铜在自然界中以游离态和化合态形式存在。常见的铜矿石有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石(Cu2(OH)2CO3) (2)铜的制备和精炼 ①湿法炼铜： ②高温炼铜(火法炼铜)：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜) (炉渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ 得分速记 实验室常用H2或CO还原CuO，而工业上不是用此法炼铜 4．熟记铜及其化合物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色 知识点2 铜的氧化物和氢氧化物 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 与非氧化性酸反应 CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O 与氧化性酸反应 CuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋H2O 3Cu2O＋14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 知识点3 铜盐 1.碱式碳酸铜 的名称为碱式碳酸铜，是 、 的主要成分 （1）受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O （2）可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。 2.硫酸铜(CuSO4) （1） 为蓝色晶体，俗称 、 ，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末 （2） 为白色粉末，遇水变 (生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据 3.铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒 得分速记 1.通常利用反应：2Cu＋O22CuO除去混合气体中的少量O2 2.Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 3.无水CuSO4只能作为检验水的试剂；由于其吸水效率不是太高，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂 4.溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的鉴别依据 5.Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2+的原理之一 6.CuS、Cu2S均为黑色粉末，难溶于水和非氧化性酸，能被硝酸等强氧化性酸溶解 知识点4 铜及其化合物的“价—类二维图”及物质间的转化关系 价—类二维图 铜及其重要化合物之间的转化关系 重要方程式再书写 铜绿的生成：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 Cu在Cl2中燃烧：Cu＋Cl2CuCl2 铜与硫粉共热：2Cu＋SCu2S FeCl3溶液腐蚀铜板：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 铜与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 用惰性电极电解CuSO4溶液：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应 得分速记 1.铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3] 2.常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO 3.新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基 4.Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解 考●向●破●译 考向1 考查铜及其化合物的性质与应用 例1（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 解题妙招 区别红色物质Cu和Cu2O的方法 向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。 【变式1·变载体】（25-26高一上·北京大兴·期末）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液（含有、、等）中的，流程如下图。“脱氯”步骤仅铜元素的化合价发生改变。下列说法不正确的是 A．“浸铜”反应： B．“浸铜”时加入将铜屑部分氧化 C．“脱氯”反应： D．每生成，消耗 【变式2】（25-26高三上·北京朝阳·期末）稀硝酸与铜作用的装置如下。下列分析不正确的是 A．a中将铜丝卷成螺旋状可增大反应速率 B．a中铜丝表面产生气泡、溶液变为蓝色，体现了硝酸的氧化性和酸性 C．b中气体变为红棕色，所含氮氧化物最多有两种 D．c中可能发生： 【变式3】（25-26高二上·北京通州·期末）某小组同学采用石墨作电极电解氯化铜溶液，其探究过程如下： (1)理论预测 ①阴极的实验现象是___________。 ②阳极的电极反应式是___________。 (2)实验探究 实验i 实验装置 实验现象 阳极 电解液颜色逐渐变浅，有刺激性气味气体产生。 阴极 电解后，阴极碳棒底部出现极少量红色物质。 电解后，阴极区液面上覆盖着一层白色薄膜，溶液下层呈深棕色。 电解后，阴极区液面上层白色薄膜增厚，阴极碳棒表面上端附着白色物质，碳棒下端有少量红色物附着。 已知：碱式氯化铜[]为绿色晶体；(白色)(棕色) ①取少量洗净的红色物质，先加入稀硫酸，无明显现象，再加入稀硝酸，微热，观察到___________(填实验现象)，证明有生成。 ②验证阴极区棕色溶液中含有的实验操作和现象是___________。 ③探究阴极液面及碳棒上附着的白色物质产生的原因。 小组同学推测，白色物质中含有，依据是溶液在一定浓度范围内可发生反应：，小组同学设计实验ii进行实验，证实了其推测(实验装置如下图所示)。 a．甲电极是___________。 b．甲电极所在烧杯中观察到的实验现象是___________。 ④实验i结束后取出阴极碳棒，放置一段时间发现碳棒表面白色固体变成绿色，请写出该反应的化学方程式___________。 小组同学继续实验，将实验i中电解液改为浓度为10%的溶液重复实验i，阴极碳棒上只出现少量红色物质。 (3)实验反思 综合上述实验，用石墨作电极电解氯化铜溶液，要达到预期的实验现象采取的措施有___________(答出两点)。 考向2 考查铜及其化合物的制备 例2（25-26高一上·北京西城·期末）Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用，该法的一种催化机理如下图所示，已知铜元素的常见价态为0、、。 下列说法不正确的是 A．过程①中铜元素化合价不变 B．该方法中可以循环利用 C．图中③④⑤均为氧化还原反应 D．该转化的最终产物是和 【变式1】（24-25高一下·北京顺义·期末）工业上利用海绵铜（主要成分为、含有、等杂质）生产，流程示意图如下。 已知ⅰ.是白色固体，不溶于水，可溶解于盐酸或溶液中生成。 ⅱ.时，会发生水解反应得到；时，会发生歧化反应，产生和。 (1)“溶解”过程在稀和的混合液中进行，滤液A中的铜元素以的形式存在。 ①“溶解”前海绵铜作粉碎处理，目的是______。 ②将Cu“溶解”反应的离子方程式补充完整______：。 ③“溶解”时，0.01molCuS转移0.02mol电子。滤渣B中一定含有______（填化学式）。 (2)“还原、氯化”过程是在和混合液中将转化为沉淀。 ①上述反应的离子方程式是______。 ②其他条件相同时，用量与沉淀率的关系如下图所示。 当时，沉淀率下降的原因是______。 ③滤液C中可用于循环利用的物质是______（填化学式）。 (3)“洗涤”过程是先用物质洗涤，再用乙醇洗涤。物质是______。 【变式2】（24-25高二上·北京·期中）某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。 装置 现象 电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色 (1)甲认为电解过程中阳极产生的___________是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：___________。 (2)乙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。 装置 现象 电解相同时间时： A．阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色； B．阴极石墨上附着红色物质； C．阴极区溶液由蓝色变为绿色； D．U形管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色。 乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因。 乙否定甲的实验依据是___________(填表格中字母选项)。 (3)乙继续查阅资料： I．电解CuCl2溶液时可能产生，掺杂Cu2+后呈黄色 Ⅱ．稀释含的溶液会生成CuCl白色沉淀 Ⅲ．溶液为无色，在空气中易被氧化为深蓝色 据此乙推测：电解过程中，产生掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。于是，设计进行如下实验： a．取电解后绿色溶液2mL，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。 b．另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2mL浓盐酸，加热获得含的黄色溶液。 c．冷却后向上述溶液…… d．取c中2mL溶液，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。 ①实验a的目的：___________。 ②写出b中生成的离子方程式：___________。 ③补充c中必要的操作：冷却后向上述溶液___________。 乙据此得出初步结论：电解时阴极附近生成是导致溶液变绿的原因。 ④乙进一步将步骤a、d中所得白色沉淀过滤、洗涤，进行下列实验，证实了该沉淀为CuCl。 步骤ii的实验现象是___________。步骤iii的操作是___________。 【变式3】硫酸四氨合铜(II)([Cu(NH3)4]SO4•H2O)晶体是一种重要的染料及农药中间体，小组同学拟用CuSO4溶液为原料来制备。 I.制备[Cu(NH3)4]SO4溶液 实验1： 实验2： (1)实验1中生成蓝色沉淀的化学方程式是_______。 (2)实验2中溶液由最初的蓝色变为深蓝色，是因为其中的配离子由_______变为[Cu(NH3)4]2+。 (3)Cu2+的价层电子的轨道表示式是_______，分析[Cu(NH3)4]2+中配位键形成的原因：_______。 (4)研究实验1、2中现象不同的原因。 【提出猜测】 i.Na+可能影响[Cu(NH3)4]2+的生成。ii.促进了[Cu(NH3)4]2+的生成。 【进行实验】 将浊液a过滤，洗涤沉淀，把所得固体分成两份。 ①向其中一份加入______(填操作和现象)，说明猜测i不成立。 ②向另一份加入过量6mol/L氨水，再滴入几滴_______(填试剂)，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，说明猜测ii成立。 【实验反思】 ③从平衡移动的角度，结合化学用语解释能促进[Cu(NH3)4]2+的生成的原因：______。 II.制备硫酸四氨合铜晶体 用蒸发、结晶的方法从实验2所得深蓝色溶液中获得的晶体中往往含有Cu(OH)2、Cu2(OH)2SO4等杂质。 资料：i.[Cu(NH3)4]SO4•H2O受热易分解； ii.[Cu(NH3)4]SO4•H2O在乙醇-水的混合溶剂中 溶解度随乙醇体积分数的变化如图所示。 (5)结合上述信息分析，从实验2所得深蓝色溶液中获得较多晶体[Cu(NH3)4]SO4•H2O的措施是_______(写出两条即可)。 考点二 合金及常见金属材料 知●识●解●构 知识点1 合金 1.概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有 的物质。 2.性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 （1）熔点：一般比它的各成分金属的 ； （2）硬度和强度：一般比它的各成分金属的 。 得分速记 1.合金是混合物,合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质不变。 2.并非所有的金属都能相互形成合金,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。 3.常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 知识点2 常见的金属材料 常见金属材料 金属材料— 1.重要的黑色金属材料——钢 钢是用量最大、用途最广的 。 钢 2.几种有色金属材料 3.新型合金 考●向●破●译 考向1 考查合金的性质和用途 例1（25-26高一下·北京西城·期末）下列太阳能电池的主要成分中，属于无机非金属材料的是 A．塑料 B．晶体硅 C．铝合金 D．有机树脂 【变式1】（25-26高三上·安徽阜阳·期中）2025年7月18日，《科学》报道了我国科学家在二维半导体材料研究上取得重大突破，模拟“蒸包子”成功制备出高质量硒化铟(InSe)晶圆。硒化铟作为一种新型层状半导体，其性能超越了传统硅材料。下列有关说法正确的是 A．硒化铟是一种合金，具有良好的导电性 B．铟(In)的原子序数为49，和硒(Se)位于同一周期 C．Se位于元素周期表ⅦA族 D．硒化铟未来可用于制造电器的芯片 【变式2】我国“十五五”规划提出加快新能源、新材料、机器人等新兴产业发展。下列说法错误的是 A．氢燃料汽车用到的储氢合金属于金属材料 B．宇树机器人使用的三元锂离子电池属于二次电池 C．航天服使用的合成纤维属于天然有机高分子材料 D．国产长缨芯片核心材料硅属于新型无机非金属材料 【变式3】（24-25高三上·北京·阶段检测）北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等，均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是 A．冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料为氧化性气体 B．飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子 C．蛋白质的盐析和变性均属于化学变化 D．核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同位素 考向2 考查几种常见的金属材料 例2（2026·北京·三模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有相当高的强度和优异的电学性能。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．与C60、金刚石、石墨均为碳元素的同素异形体 C．是由碳原子通过离子键形成 D．杂化方式与金刚石相同 【变式1】（2026·北京房山·二模）我国人形机器人技术发展日新月异。下列说法不正确的是 A．中控芯片主要成分为硅，单质硅属于共价晶体 B．铝合金外壳的硬度比纯铝大 C．固态三元锂电池供电时将电能转化为化学能 D．手腱绳采用的超高分子量聚乙烯纤维，链节为 【变式2】（2026·北京昌平·一模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．是由碳元素组成的化合物 C．是由碳原子通过离子键形成的 D．比金刚石导电能力强 【变式3】（25-26高三上·山东·期中）2025年九三大阅兵，国之重器彰威，科技利刃出鞘。科技创新是赢得未来发展主动权的必然选择。下列说法正确的是 A．用于光学望远镜的高致密碳化硅特种陶瓷材料是一种传统无机非金属材料 B．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体 C．石英纤维是制造各种雷达罩的理想透波材料，属于硅酸盐材料 D．受阅官兵所戴的手套背部采用航天级芳纶针织布，不仅阻燃防割，还透气不闷热，属于有机高分子材料 考点三 金属矿物的开发利用 知●识●解●构 知识点1 金属在自然界中的存在形式 1.游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在，如：Au、Ag、Pt、Cu 2.化合态：化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在，如： Al、Na 得分速记 少数金属在自然界中能以游离态的形式存在；而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在 知识点2 金属的冶炼 1.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从 还原为 的过程，即：Mn＋＋ne－===M 2.金属冶炼的一般步骤 3.金属冶炼方法——根据金属的活泼性 （1）物理提取法： 在自然界中主要以游离态存在 （2）热分解法：适于 ；像汞、银等不活泼金属，它们在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很强，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。适用范围是不活泼的金属 和 2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑ （3）热还原法：适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有 、 、 、活泼金属(如：铝)等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。适用范围是较活泼的金属 Zn～Cu ①焦炭还原法：2PbO＋C2Pb＋CO2↑、C＋2ZnO2Zn＋CO2↑ ②一氧化碳还原法：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (高炉炼铁) ③氢气还原法：WO3＋3H2W＋3H2O ④活泼金属还原法(铝热反应)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3 （4）电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属单质都很容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，因此用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。适用范围是 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 、2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 得分速记 1.工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高 2.冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度 3.金属的活泼性与冶炼方法的关系： 4.金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原 考●向●破●译 考向1 考查金属冶炼方法的选择 例1（2026·北京海淀·二模）一种从粉煤灰(主要成分为，含少量、、)中获得的流程如下图。 已知：焙烧过程中几乎不发生反应，、、转化为相应的硫酸盐。 下列说法不正确的是 A．浸出环节无法将Ca元素除尽 B．由分步沉淀可推测 C．母液经处理后得到的可循环利用 D．获得的反应为 解题妙招 金属的冶炼方法 1.金属活泼性与冶炼方法的关系： 2.有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等， 在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 【变式1】（2026·北京东城·一模）金属铝的生产原理示意图如下。 注：熔点为2050℃ 下列说法不正确的是 A．过程①中的主要反应： B．溶液2与反应后的滤液可用于过程① C．过程③中利用了硫酸的酸性和氧化性 D．能降低熔融所需温度，减少能耗 【变式2】（25-26高一上·北京·期末）精炼铜产生的铜阳极泥富含、、等多种金属。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程，如下图所示。 回答下列问题： (1)金属活动性：_______(填“>”或“<”)。 (2)“浸出液1”中含有，“浸取1”过程发生反应的离子方程式为_______。 (3)“电沉积”步骤中，发生_______反应(填“氧化”或“还原”)转化为，生成的可循环利用。 (4)“沉金”步骤中，与产生的的物质的量之比为_______。 (5)(硫代硫酸钠)常用于定量研究。利用已知浓度的溶液可测定“浸出液1”中，主要步骤如下： i.取“浸出液1”，加热，使残余的完全分解； ii.调节步骤i所得溶液约为4，向其中加入过量溶液，发生反应为：； iii.向步骤ii所得溶液中加入淀粉溶液作指示剂，逐滴加入溶液至蓝色恰好消失，消耗溶液的体积为，发生反应为：。 ①配制溶液，需要称量固体的质量为_______(已知：的摩尔质量为)，配制该溶液所需的玻璃仪器有_______、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒。 ②“浸出液1”中为_______(用含，的计算式表示)。 ③若步骤i中未除去残余的，测定结果会_______(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。 【变式3】下列金属中，工业上通常采用电解法冶炼的是 A．钠 B．铁 C．铜 D．汞 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·北京卷，6，3分）下列方程式与所给事实不相符的是 A．用盐酸除去铁锈： B．用溶液除去乙炔中的 C．用乙醇处理废弃的 D．将通入水中制备硝酸： 2．（2024·福建卷，5，3分）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 3．（2024·山东卷，14，3分）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 实验操作及现象 试管甲 滴加过量溶液并充分振荡，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 B．试管甲中沉淀的变化均体现了的氧化性 C．试管乙实验可证明与形成无色配合物 D．上述两个实验表明为两性氧化物 4．（2024·北京卷，18，12分）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)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)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是_______。 (3)矿石和过量按一定比例混合，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；和时，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 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______。 ②温度高于，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；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。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_______。 2 / 3 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 内容导航 ( 01 ) ( 命题透视·考情前瞻 ) ( 对标素养，研判高考命题趋势 ) ( 0 2 ) ( 思维建模·脉络梳理 ) ( 搭建知识框架，构建系统思维 ) ( 0 3 ) ( 考点精讲·靶向突破 ) ( 拆解核心考点，归纳解题范式 ) ( 考点 一 铜及其重要化合物 知识解构 知识点1 铜的性质与应用 ∣ 知识点2 铜的氧化物和氢氧化物 知识点3 铜盐 ∣ 知识点 4 铜及其化合物的“价—类二维图”及物质间的转化关系 考向破译 考向1 考查铜及其化合物的性质与应用 ∣ 考向2 考查铜及其化合物的 制备 解题妙招1 区别红色物质Cu和Cu2O的方法 考点二 合金及常见金属材料 知识解构 知识点1 合金 ∣ 知识点2 常见的金属材料 考向破译 考向1 考查 合金的性质和用途 ∣ 考向2 考查 几种常见的金属材料 考点 三 金属矿物的开发利用 知识解构 知识点1 金属在自然界中的存在形式 ∣ 知识点2 金属的冶炼 考向破译 考向1 考查 金属冶炼方法的选择 解题妙招 1 金属的冶炼方法 ) ( 0 4 ) ( 真题溯源·考向感知 ) ( 溯源真题逻辑，感知高考考向 ) 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考情梳理--五年真题 考向梳理 核心考点 2026年 2025年 2024年 2023年 2022年 合金、金属矿物的开发利用 T7 T18 铜及其化合物 T6(B) T18 T19 考向解读--洞悉趋势 精准预判 ►命题解码：(1)以铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜、硫酸铜等核心物质为载体，结合物质转化、离子反应、氧化还原滴定计算，考查铜及其化合物的性质与应用；常以黄铜矿炼铜、胆矾制备等工业流程为情境，区分不同价态铜化合物在除杂、防腐、催化体系中的功能差异，侧重考查变化观念与证据推理素养。(2)以新型铜基催化剂、铜基储能材料、污水处理中的铜循环、纳米铜材料制备等前沿科技为背景，围绕 Cu²⁺/Cu⁺转化、铜的电化学腐蚀与防护、铜盐的水解平衡与沉淀溶解平衡设置问题；突出氧化还原反应的定量分析，强化新情境下信息提取与化学建模能力。(3)依托古代湿法炼铜、胆水浸铜、青铜器制作与修复等古文史料和传统手工业操作，考查铜及其化合物的分离提纯、鉴别、除杂操作；结合中华传统文化考点，考查物质推断、实验操作评价，增强文化自信，落实高考素养导向。(4)考查金属材料与冶炼：以合金性能对比、金属矿物开发利用为载体，考查常见金属的冶炼方法（热分解、热还原、电解法），结合金属活动性顺序判断冶炼工艺；常与电化学、资源回收利用、环境保护等结合，考查金属腐蚀防护、废旧金属回收的化学原理与应用价值。 ►复习目标： 1.明晰 Cu、Cu₂O、CuO、Cu (OH)₂、CuSO₄、CuCl₂等物质的物理性质，熟记各物质核心化学反应方程式、离子方程式，梳理完整铜元素 “价 - 类” 二维转化网络，理清单质、氧化物、氢氧化物、盐之间的转化逻辑。 2.了解合金的概念、组成与性能关系，掌握常见金属材料（如青铜、黄铜）的成分与用途；理解金属冶炼的实质，熟记金属活动性顺序与冶炼方法的对应关系，熟练书写常见金属冶炼的化学方程式（如电解精炼铜、高炉炼铁、铝热反应等）。 3.掌握金属矿物开发利用的基本流程，理解粗铜电解精炼、废旧金属回收的化学原理，能结合工业流程分析金属冶炼中的除杂、提纯、环境保护等问题；了解金属腐蚀的类型与常见防护措施，建立化学与资源利用、环境保护的联系。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 铜及其重要化合物 知●识●解●构 知识点1 铜的性质与应用 1.物理性质 铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性性(仅次于银)和延展性 2. 化学性质 （1）与非金属反应 ①潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 (碱式碳酸铜，绿色固体) ②与氧气加热：2Cu＋O22CuO (黑色固体) ③铜丝在Cl2中燃烧：Cu＋Cl2CuCl2 (棕黄色烟) ④铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋SCu2S （2）与酸反应：铜与非氧化性酸不反应，但与与氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)能反应 ①铜与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ③铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O （3）与盐溶液反应 ①铜与氯化铁溶液：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ ②铜与硝酸银溶液：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋ 3．铜的存在及制备 (1)铜的存在：在人类历史上，首先发现并应用的是铜，其后是铁。铜在自然界中以游离态和化合态形式存在。常见的铜矿石有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石(Cu2(OH)2CO3) (2)铜的制备和精炼 ①湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu ②高温炼铜(火法炼铜)：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜) 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO (炉渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ 得分速记 实验室常用H2或CO还原CuO，而工业上不是用此法炼铜 4．熟记铜及其化合物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色 知识点2 铜的氧化物和氢氧化物 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 黑色 砖红色 与非氧化性酸反应 CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O 与氧化性酸反应 CuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋H2O 3Cu2O＋14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 知识点3 铜盐 1.碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分 （1）受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O （2）可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。 2.硫酸铜(CuSO4) （1）CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末 （2）无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据 3.铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒 得分速记 1.通常利用反应：2Cu＋O22CuO除去混合气体中的少量O2 2.Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 3.无水CuSO4只能作为检验水的试剂；由于其吸水效率不是太高，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂 4.溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的鉴别依据 5.Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2+的原理之一 6.CuS、Cu2S均为黑色粉末，难溶于水和非氧化性酸，能被硝酸等强氧化性酸溶解 知识点4 铜及其化合物的“价—类二维图”及物质间的转化关系 价—类二维图 铜及其重要化合物之间的转化关系 重要方程式再书写 铜绿的生成：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 Cu在Cl2中燃烧：Cu＋Cl2CuCl2 铜与硫粉共热：2Cu＋SCu2S FeCl3溶液腐蚀铜板：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 铜与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 用惰性电极电解CuSO4溶液：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应 CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 得分速记 1.铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3] 2.常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO 3.新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基 4.Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解 考●向●破●译 考向1 考查铜及其化合物的性质与应用 例1（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 【详解】A．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； B．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； C．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； D．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。 解题妙招 区别红色物质Cu和Cu2O的方法 向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。 【变式1·变载体】（25-26高一上·北京大兴·期末）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液（含有、、等）中的，流程如下图。“脱氯”步骤仅铜元素的化合价发生改变。下列说法不正确的是 A．“浸铜”反应： B．“浸铜”时加入将铜屑部分氧化 C．“脱氯”反应： D．每生成，消耗 【答案】D 【详解】A．“浸铜”反应的离子方程式：，Cu被H2O2氧化为Cu2+，H2O2被还原为H2O，电子得失守恒，配平正确，A正确； B．“浸铜”时H2O2作为氧化剂，将部分Cu氧化为Cu2+，B正确； C．“脱氯”反应：，该反应为归中反应，Cu（0价）与Cu²⁺（+2价）反应生成CuCl（Cu为+1价），仅铜元素化合价变化，符合题干信息，C正确； D．根据“脱氯”反应式，生成2 mol CuCl时消耗1mol Cu2+，因此生成1 mol CuCl仅消耗0.5 mol Cu2+，质量为0.5 mol×64 g/mol=32 g，并非64 g，D 错误； 故答案选D。 【变式2】（25-26高三上·北京朝阳·期末）稀硝酸与铜作用的装置如下。下列分析不正确的是 A．a中将铜丝卷成螺旋状可增大反应速率 B．a中铜丝表面产生气泡、溶液变为蓝色，体现了硝酸的氧化性和酸性 C．b中气体变为红棕色，所含氮氧化物最多有两种 D．c中可能发生： 【答案】C 【详解】A．将铜丝卷成螺旋状可增大与稀硝酸的接触面积，从而加快反应速率，A正确； B．稀硝酸与铜反应生成（溶液呈蓝色）、NO（气泡）和，N元素化合价降低体现氧化性，生成盐体现酸性，B正确； C．a中生成的NO进入b后，与空气中反应生成，又存在可逆反应2NO2⇌N2O4，故b中氮氧化物可能有NO、NO2、N2O4三种，“最多两种”说法错误，C错误； D．NO和NO2的混合气体可与NaOH发生归中反应生成NaNO2和H2O，该反应合理，D正确； 故选C。 【变式3】（25-26高二上·北京通州·期末）某小组同学采用石墨作电极电解氯化铜溶液，其探究过程如下： (1)理论预测 ①阴极的实验现象是___________。 ②阳极的电极反应式是___________。 (2)实验探究 实验i 实验装置 实验现象 阳极 电解液颜色逐渐变浅，有刺激性气味气体产生。 阴极 电解后，阴极碳棒底部出现极少量红色物质。 电解后，阴极区液面上覆盖着一层白色薄膜，溶液下层呈深棕色。 电解后，阴极区液面上层白色薄膜增厚，阴极碳棒表面上端附着白色物质，碳棒下端有少量红色物附着。 已知：碱式氯化铜[]为绿色晶体；(白色)(棕色) ①取少量洗净的红色物质，先加入稀硫酸，无明显现象，再加入稀硝酸，微热，观察到___________(填实验现象)，证明有生成。 ②验证阴极区棕色溶液中含有的实验操作和现象是___________。 ③探究阴极液面及碳棒上附着的白色物质产生的原因。 小组同学推测，白色物质中含有，依据是溶液在一定浓度范围内可发生反应：，小组同学设计实验ii进行实验，证实了其推测(实验装置如下图所示)。 a．甲电极是___________。 b．甲电极所在烧杯中观察到的实验现象是___________。 ④实验i结束后取出阴极碳棒，放置一段时间发现碳棒表面白色固体变成绿色，请写出该反应的化学方程式___________。 小组同学继续实验，将实验i中电解液改为浓度为10%的溶液重复实验i，阴极碳棒上只出现少量红色物质。 (3)实验反思 综合上述实验，用石墨作电极电解氯化铜溶液，要达到预期的实验现象采取的措施有___________(答出两点)。 【答案】(1)析出红色固体 (2)红色固体溶解，溶液变蓝，有无色气体产生并在试管口变为红棕色 取少量棕色溶液于试管中，加适量蒸馏水稀释，若溶液棕色变浅且产生白色沉淀 Cu 电极逐渐溶解，溶液颜色可能变为棕色或出现白色沉淀 (3)适当降低CuCl2溶液的浓度、合理控制电流(或电压)和电解时间 【详解】（1）①电解氯化铜溶液时，阴极反应式为，因此现象为析出红色固体； ②阳极电极反应式为； （2）①红色物质可能为铜，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，方程式为，硝酸铜溶液为蓝色，一氧化氮与空气中的氧气作用生成二氧化氮，出现红棕色的现象；则可观察到红色固体溶解，溶液变蓝，有无色气体产生并在试管口变为红棕色； ②已知，加水稀释时平衡逆向移动，析出CuCl白色沉淀，则取少量棕色溶液于试管中，加适量蒸馏水稀释，若溶液棕色变浅且产生白色沉淀，即证明阴极区棕色溶液中含有[CuCl3]2−； ③a．依据原电池原理，铜失电子作负极，氯化铜得电子作正极，即甲电极是Cu； b．负极电极反应式为，CuCl可能进一步与Cl⁻反应形成棕色[CuCl3]2—，则甲电极现象为：电极逐渐溶解，溶液颜色可能变为棕色或出现白色沉淀； ④白色物质CuCl在空气中与水和氧气反应，生成绿色的碱式氯化铜[Cu(OH)Cl]，方程式为； （3）据题可知，电解饱和氯化铜溶液50 min，阴极区液面上层白色薄膜增厚，阴极碳棒表面上端附着白色物质，碳棒下端有少量红色物附着；当电解液改为浓度为10%的CuCl2溶液重复实验i，阴极碳棒上只出现少量红色物质；则要达到预期实验现象（阴极生成红色铜单质），可以采取的措施为：①适当降低CuCl2溶液的浓度，避免大量形成棕色配离子[CuCl3]2−而影响铜的析出；②合理控制电流(或电压)和电解时间，以便在阴极能明显观察到铜的析出； 考向2 考查铜及其化合物的制备 例2（25-26高一上·北京西城·期末）Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用，该法的一种催化机理如下图所示，已知铜元素的常见价态为0、、。 下列说法不正确的是 A．过程①中铜元素化合价不变 B．该方法中可以循环利用 C．图中③④⑤均为氧化还原反应 D．该转化的最终产物是和 【答案】C 【详解】A．由分析可知，反应①前后Cu元素均为+2价，化合价未发生变化，A正确； B．由分析可知，CuO为催化剂，可以循环利用，B正确； C．由分析可知，反应①～⑤中，③中Cu元素化合价由+1变为+2，⑤中Cu元素化合价由+2变为+1，是氧化还原反应，而反应④前后Cu的化合价均为+2，不是氧化还原反应，C错误； D．由分析可知，该循环的总反应中，最终产物是Cl2和H2O，D正确； 故答案选C。 【变式1】（24-25高一下·北京顺义·期末）工业上利用海绵铜（主要成分为、含有、等杂质）生产，流程示意图如下。 已知ⅰ.是白色固体，不溶于水，可溶解于盐酸或溶液中生成。 ⅱ.时，会发生水解反应得到；时，会发生歧化反应，产生和。 (1)“溶解”过程在稀和的混合液中进行，滤液A中的铜元素以的形式存在。 ①“溶解”前海绵铜作粉碎处理，目的是______。 ②将Cu“溶解”反应的离子方程式补充完整______：。 ③“溶解”时，0.01molCuS转移0.02mol电子。滤渣B中一定含有______（填化学式）。 (2)“还原、氯化”过程是在和混合液中将转化为沉淀。 ①上述反应的离子方程式是______。 ②其他条件相同时，用量与沉淀率的关系如下图所示。 当时，沉淀率下降的原因是______。 ③滤液C中可用于循环利用的物质是______（填化学式）。 (3)“洗涤”过程是先用物质洗涤，再用乙醇洗涤。物质是______。 【答案】(1)增大接触面积，提高反应速率 S (2) 与生成，使沉淀率下降 (3)的 【详解】（1）①“溶解”前海绵铜作粉碎处理，目的是增大接触面积，提高反应速率。 ②将Cu“溶解”反应过程中，在酸性条件下，铜化合价由0变为+2、硝酸根中氮化合价由+5变为-3得到铵根离子，结合电子守恒、质量守恒，反应为； ③“溶解”时，氮元素化合价降低，且0.01molCuS转移0.02mol电子，结合电子守恒，则硫化合价升高0.02÷0.01=2，硫化合价由-2变为0，得到硫单质，故滤渣B中一定含有S； （2）①“还原、氯化”过程是在和混合液中将转化为沉淀，反应中铜化合价由+2变为-1，硫化合价由+4变为+6，结合电子守恒、质量守恒，反应的离子方程式是。 ②已知：是可溶解于盐酸或溶液中生成；则当时，沉淀率下降的原因是：与生成，使沉淀率下降； ③由分析，反应中生成硫酸和硫酸铵的滤液C，则在溶解过程中可以循环利用； （3）已知：时，会发生水解反应得到，时，会发生歧化反应，产生和，则“洗涤”过程是先用物质洗涤，再用乙醇洗涤，物质是的，其防止氯化亚铜被反应。 【变式2】（24-25高二上·北京·期中）某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。 装置 现象 电解一段时间时，阳极石墨表面产生气体，阴极石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色 (1)甲认为电解过程中阳极产生的___________是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：___________。 (2)乙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。 装置 现象 电解相同时间时： A．阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色； B．阴极石墨上附着红色物质； C．阴极区溶液由蓝色变为绿色； D．U形管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色。 乙通过对现象分析证实了甲的观点不是溶液变绿的主要原因。 乙否定甲的实验依据是___________(填表格中字母选项)。 (3)乙继续查阅资料： I．电解CuCl2溶液时可能产生，掺杂Cu2+后呈黄色 Ⅱ．稀释含的溶液会生成CuCl白色沉淀 Ⅲ．溶液为无色，在空气中易被氧化为深蓝色 据此乙推测：电解过程中，产生掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。于是，设计进行如下实验： a．取电解后绿色溶液2mL，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。 b．另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2mL浓盐酸，加热获得含的黄色溶液。 c．冷却后向上述溶液…… d．取c中2mL溶液，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。 ①实验a的目的：___________。 ②写出b中生成的离子方程式：___________。 ③补充c中必要的操作：冷却后向上述溶液___________。 乙据此得出初步结论：电解时阴极附近生成是导致溶液变绿的原因。 ④乙进一步将步骤a、d中所得白色沉淀过滤、洗涤，进行下列实验，证实了该沉淀为CuCl。 步骤ii的实验现象是___________。步骤iii的操作是___________。 【答案】(1)Cl2 (2)A (3)证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在 加入CuCl2蓝色溶液 溶液变为深蓝色 加入过量稀硝酸，再加入硝酸银溶液 【详解】（1）电解反应发生后，在阳极产生Cl2，Cl2呈黄绿色，所以甲认为电解过程中阳极产生的Cl2是溶液变绿的原因，产生该物质的电极反应式：。 （2）乙使用U形管作电解装置，阳极生成的Cl2不能进入阴极区，但阴极区电解一段时间后仍变绿，从而否定了甲的观点。乙否定甲的实验依据是：阳极石墨表面产生气泡，溶液仍为蓝色，故选A。 （3）a．取电解后绿色溶液2mL，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀，由资料Ⅱ可得出，生成CuCl白色沉淀，原溶液中含。 b．另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2mL浓盐酸，加热获得含的黄色溶液，由资料I可得出，电解CuCl2溶液时可能产生。 c．为了证实“与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色”，冷却后向上述溶液中加入CuCl2蓝色溶液。 d．取c中2mL溶液，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀，再次证实资料Ⅱ的结论。 由分析可得出： ①实验a的目的：证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在。 ②b中Cu2+与Cu、Cl-反应生成，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出发生反应的离子方程式：。 ③补充c中必要的操作：冷却后向上述溶液：加入CuCl2蓝色溶液。 ④将步骤a、d中所得白色沉淀过滤、洗涤，加入氨水，生成无色的，振荡使溶液与空气充分接触，被O2氧化生成深蓝色的，此时溶液中存在自由移动的Cl-，若使Cl-产生白色沉淀，需加入硝酸酸化的硝酸银溶液。 步骤ii的实验现象是：溶液变为深蓝色。步骤iii的操作是：加入过量稀硝酸，再加入硝酸银溶液。 【变式3】硫酸四氨合铜(II)([Cu(NH3)4]SO4•H2O)晶体是一种重要的染料及农药中间体，小组同学拟用CuSO4溶液为原料来制备。 I.制备[Cu(NH3)4]SO4溶液 实验1： 实验2： (1)实验1中生成蓝色沉淀的化学方程式是_______。 (2)实验2中溶液由最初的蓝色变为深蓝色，是因为其中的配离子由_______变为[Cu(NH3)4]2+。 (3)Cu2+的价层电子的轨道表示式是_______，分析[Cu(NH3)4]2+中配位键形成的原因：_______。 (4)研究实验1、2中现象不同的原因。 【提出猜测】 i.Na+可能影响[Cu(NH3)4]2+的生成。ii.促进了[Cu(NH3)4]2+的生成。 【进行实验】 将浊液a过滤，洗涤沉淀，把所得固体分成两份。 ①向其中一份加入______(填操作和现象)，说明猜测i不成立。 ②向另一份加入过量6mol/L氨水，再滴入几滴_______(填试剂)，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，说明猜测ii成立。 【实验反思】 ③从平衡移动的角度，结合化学用语解释能促进[Cu(NH3)4]2+的生成的原因：______。 II.制备硫酸四氨合铜晶体 用蒸发、结晶的方法从实验2所得深蓝色溶液中获得的晶体中往往含有Cu(OH)2、Cu2(OH)2SO4等杂质。 资料：i.[Cu(NH3)4]SO4•H2O受热易分解； ii.[Cu(NH3)4]SO4•H2O在乙醇-水的混合溶剂中 溶解度随乙醇体积分数的变化如图所示。 (5)结合上述信息分析，从实验2所得深蓝色溶液中获得较多晶体[Cu(NH3)4]SO4•H2O的措施是_______(写出两条即可)。 【答案】(1)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 (2)[Cu(H2O)4]2+ (3) 氨分子中的氮原子提供孤电子对，Cu2+提供空轨道 (4)过量6mol/L氨水，蓝色沉淀不溶解 硫酸铵溶液 由于Cu(OH)2+4NH3•H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，加入能结合OH-使平衡正移，促进[Cu(NH3)4]2+的生成 (5)降低温度，加入乙醇 【详解】（1）实验1中生成的蓝色沉淀为Cu(OH)2，化学方程式是CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。答案为：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4； （2）实验2中，起初溶液中含有[Cu(H2O)4]2+，呈蓝色，后来变为深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，是因为其中的配离子由[Cu(H2O)4]2+变为[Cu(NH3)4]2+。答案为：[Cu(H2O)4]2+； （3）Cu2+的价层电子排布式为3d9，轨道表示式是 ，[Cu(NH3)4]2+中，配位键是在Cu2+与NH3分子间形成，形成的原因：氨分子中的氮原子提供孤电子对，Cu2+提供空轨道。答案为： ；氨分子中的氮原子提供孤电子对，Cu2+提供空轨道； （4）①去除了Na+，需验证在没有Na+的情况下沉淀是否溶解，所以向其中一份加入过量6mol/L氨水，蓝色沉淀不溶解，说明猜测i不成立。 ②硫酸铜溶液中加入氨水，生成硫酸铵，则应向另一份加入过量6mol/L氨水，再滴入几滴硫酸铵溶液，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，说明猜测ii成立。 ③的存在，能促进[Cu(NH3)4]2+的生成，则表明能促进Cu(OH)2+4NH3•H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O平衡的正向进行，所以从平衡移动的角度，结合化学用语解释能促进[Cu(NH3)4]2+的生成的原因：由于Cu(OH)2+4NH3•H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，加入能结合OH-使平衡正移，促进[Cu(NH3)4]2+的生成。答案为：过量6mol/L氨水，蓝色沉淀不溶解；硫酸铵溶液；由于Cu(OH)2+4NH3•H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，加入能结合OH-使平衡正移，促进[Cu(NH3)4]2+的生成； （5）信息显示，温度高时，[Cu(NH3)4]SO4•H2O易分解，在乙醇中，[Cu(NH3)4]SO4•H2O的溶解度降低，则从实验2所得深蓝色溶液中获得较多晶体[Cu(NH3)4]SO4•H2O的措施是：降低温度，加入乙醇。答案为：降低温度，加入乙醇。 考点二 合金及常见金属材料 知●识●解●构 知识点1 合金 1.概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 2.性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 （1）熔点：一般比它的各成分金属的低； （2）硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 得分速记 1.合金是混合物,合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质不变。 2.并非所有的金属都能相互形成合金,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。 3.常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 知识点2 常见的金属材料 常见金属材料 金属材料— 1.重要的黑色金属材料——钢 钢是用量最大、用途最广的合金。 钢 2.几种有色金属材料 3.新型合金 考●向●破●译 考向1 考查合金的性质和用途 例1（25-26高一下·北京西城·期末）下列太阳能电池的主要成分中，属于无机非金属材料的是 A．塑料 B．晶体硅 C．铝合金 D．有机树脂 【答案】B 【详解】A．塑料属于有机合成高分子材料，不属于无机非金属材料，A错误； B．晶体硅是硅单质，属于无机非金属材料，是常见的半导体材料，可用作太阳能电池的主要成分，B正确； C．铝合金属于金属合金，归为金属材料，不属于无机非金属材料，C错误； D．有机树脂属于有机高分子材料，不属于无机非金属材料，D错误； 故选B。 【变式1】（25-26高三上·安徽阜阳·期中）2025年7月18日，《科学》报道了我国科学家在二维半导体材料研究上取得重大突破，模拟“蒸包子”成功制备出高质量硒化铟(InSe)晶圆。硒化铟作为一种新型层状半导体，其性能超越了传统硅材料。下列有关说法正确的是 A．硒化铟是一种合金，具有良好的导电性 B．铟(In)的原子序数为49，和硒(Se)位于同一周期 C．Se位于元素周期表ⅦA族 D．硒化铟未来可用于制造电器的芯片 【答案】D 【详解】A．硒化铟是化合物而非合金，且作为半导体导电性不如金属，A错误； B．铟（In）位于第五周期，硒（Se）位于第四周期，不在同一周期，B错误； C．硒（Se）属于VIA族，而非ⅦA族，C错误； D．硒化铟作为性能优异的半导体材料，可替代硅用于芯片制造，D正确； 故答案为D。 【变式2】我国“十五五”规划提出加快新能源、新材料、机器人等新兴产业发展。下列说法错误的是 A．氢燃料汽车用到的储氢合金属于金属材料 B．宇树机器人使用的三元锂离子电池属于二次电池 C．航天服使用的合成纤维属于天然有机高分子材料 D．国产长缨芯片核心材料硅属于新型无机非金属材料 【答案】C 【详解】A．金属材料包括纯金属和合金，储氢合金属于合金类金属材料，A正确； B．三元锂离子电池可反复充放电，属于可循环使用的二次电池，B正确； C．合成纤维是人工合成的有机高分子材料，不属于自然界天然存在的天然有机高分子材料，C错误； D．单质硅是半导体材料，属于区别于传统陶瓷、水泥等的新型无机非金属材料，D正确； 故选C。 【变式3】（24-25高三上·北京·阶段检测）北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等，均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是 A．冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料为氧化性气体 B．飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子 C．蛋白质的盐析和变性均属于化学变化 D．核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同位素 【答案】D 【详解】A．由题意可知，氢气是火炬的燃料，所以氢气是还原性气体，A错误； B．玻璃纤维是性能优良的无机非金属材料，不是天然有机高分子，B错误； C．蛋白质的盐析是没有新物质生成的过程，属于物理变化，C错误； D．与的质子数相同、中子数不同，互为同位素，D正确； 故选D。 考向2 考查几种常见的金属材料 例2（2026·北京·三模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有相当高的强度和优异的电学性能。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．与C60、金刚石、石墨均为碳元素的同素异形体 C．是由碳原子通过离子键形成 D．杂化方式与金刚石相同 【答案】B 【详解】A．金属材料包括金属单质和合金，单壁碳纳米管由碳元素组成，属于非金属材料，A错误； B．同素异形体是同种元素形成的不同单质，单壁碳纳米管与、金刚石、石墨均为碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，B正确； C．离子键是阴、阳离子之间的静电作用，单壁碳纳米管中碳原子间以共价键结合，不存在离子键，C错误； D．金刚石中碳原子杂化方式为，单壁碳纳米管中碳原子杂化方式为，二者杂化方式不同，D错误； 故选B。 【变式1】（2026·北京房山·二模）我国人形机器人技术发展日新月异。下列说法不正确的是 A．中控芯片主要成分为硅，单质硅属于共价晶体 B．铝合金外壳的硬度比纯铝大 C．固态三元锂电池供电时将电能转化为化学能 D．手腱绳采用的超高分子量聚乙烯纤维，链节为 【答案】C 【详解】A．芯片的主要成分是单质硅，单质硅中硅原子以共价键结合形成空间网状结构，属于共价晶体，A正确； B．合金的硬度一般大于其成分纯金属，因此铝合金的硬度比纯铝大，B正确； C．锂电池供电时属于放电过程，是将化学能转化为电能，充电过程才是将电能转化为化学能，C错误； D．聚乙烯由乙烯加聚得到，链节为重复片段，聚乙烯的链节就是，D正确； 故选C。 【变式2】（2026·北京昌平·一模）2026年1月我国科研团队在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现了天然形成的单壁碳纳米管。它是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，具有优异的导电导热性。关于单壁碳纳米管，下列说法正确的是 A．属于金属材料 B．是由碳元素组成的化合物 C．是由碳原子通过离子键形成的 D．比金刚石导电能力强 【答案】D 【详解】A．金属材料包括金属单质和合金，单壁碳纳米管由碳元素组成，属于非金属材料，A错误； B．化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，单壁碳纳米管仅含碳元素，属于碳单质，B错误； C．离子键是阴、阳离子之间的静电作用，单壁碳纳米管中碳原子间以共价键结合，不存在离子键，C错误； D．金刚石中碳原子均以sp3杂化形成共价键，无自由移动电子，导电能力极差，题干明确说明单壁碳纳米管具有优异的导电性，因此其导电能力比金刚石强，D正确； 故答案选D。 【变式3】（25-26高三上·山东·期中）2025年九三大阅兵，国之重器彰威，科技利刃出鞘。科技创新是赢得未来发展主动权的必然选择。下列说法正确的是 A．用于光学望远镜的高致密碳化硅特种陶瓷材料是一种传统无机非金属材料 B．量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体 C．石英纤维是制造各种雷达罩的理想透波材料，属于硅酸盐材料 D．受阅官兵所戴的手套背部采用航天级芳纶针织布，不仅阻燃防割，还透气不闷热，属于有机高分子材料 【答案】D 【详解】A．碳化硅特种陶瓷属于新型无机非金属材料，而非传统无机非金属材料（如硅酸盐材料），A错误； B．螺旋碳纳米管、石墨烯是纳米材料，但胶体是分散系（混合物），而它们是纯净物，B错误； C．石英纤维的主要成分是二氧化硅（），属于氧化物材料，而非硅酸盐材料，C错误； D．芳纶是人工合成的有机高分子材料，符合题干描述的特性，D正确； 故答案选D。 考点三 金属矿物的开发利用 知●识●解●构 知识点1 金属在自然界中的存在形式 1.游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在，如：Au、Ag、Pt、Cu 2.化合态：化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在，如： Al、Na 得分速记 少数金属在自然界中能以游离态的形式存在；而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在 知识点2 金属的冶炼 1.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程，即：Mn＋＋ne－===M 2.金属冶炼的一般步骤 3.金属冶炼方法——根据金属的活泼性 （1）物理提取法：Au、Pt在自然界中主要以游离态存在 （2）热分解法：适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属；像汞、银等不活泼金属，它们在金属活动性顺序表中位于氢的后面，其阳离子得到电子的能力很强，所以其还原条件也较容易达到。它们的氧化物受热就能分解得到单质。适用范围是不活泼的金属Hg和Ag 2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑ （3）热还原法：适用于冶炼位于金属活动性顺序表中部的金属；常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气、活泼金属(如：铝)等，多数金属的冶炼过程属于热还原法。适用范围是较活泼的金属 Zn～Cu ①焦炭还原法：2PbO＋C2Pb＋CO2↑、C＋2ZnO2Zn＋CO2↑ ②一氧化碳还原法：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (高炉炼铁) ③氢气还原法：WO3＋3H2W＋3H2O ④活泼金属还原法(铝热反应)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3 （4）电解法：位于金属活动性顺序表中氢前面的钾、钠、钙、镁、铝等几种金属的还原性很强，这些金属单质都很容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，因此用一般的方法和一般的还原剂很难使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。适用范围是活泼的金属K～Al 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 、2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 得分速记 1.工业上冶炼镁是电解MgCl2而不是MgO的原因是MgO的熔点比MgCl2的高 2.冶炼铝是电解Al2O3而不是AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度 3.金属的活泼性与冶炼方法的关系： 4.金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原 考●向●破●译 考向1 考查金属冶炼方法的选择 例1（2026·北京海淀·二模）一种从粉煤灰(主要成分为，含少量、、)中获得的流程如下图。 已知：焙烧过程中几乎不发生反应，、、转化为相应的硫酸盐。 下列说法不正确的是 A．浸出环节无法将Ca元素除尽 B．由分步沉淀可推测 C．母液经处理后得到的可循环利用 D．获得的反应为 【答案】B 【详解】A．焙烧生成的微溶于水，稀硫酸浸出时部分会残留于溶液中，无法将Ca元素完全除去，A正确； B．分步沉淀中优先形成沉淀，说明相同条件下溶解度更小，同构型氢氧化物溶度积越小溶解度越小，故，B错误； C．沉淀池2中沉淀后，母液主要成分为，可返回焙烧炉1循环利用，C正确； D．高温煅烧分解生成和，反应方程式为，D正确； 故选B。 解题妙招 金属的冶炼方法 1.金属活泼性与冶炼方法的关系： 2.有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等， 在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 【变式1】（2026·北京东城·一模）金属铝的生产原理示意图如下。 注：熔点为2050℃ 下列说法不正确的是 A．过程①中的主要反应： B．溶液2与反应后的滤液可用于过程① C．过程③中利用了硫酸的酸性和氧化性 D．能降低熔融所需温度，减少能耗 【答案】C 【详解】A．由分析可知，加入NaOH溶液后，与氧化铝反应生成Na[Al(OH)4]，反应的离子方程式为，A正确；   B．溶液2为碳酸氢钠溶液，与反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，滤液含氢氧化钠可用于过程①，B正确；   C．过程③中氟化钙加入硫酸反应得到氟化氢：，没有化合价变化，没有发生氧化还原反应，利用了硫酸的酸性，C错误；   D．熔点为2050℃，加入后电解时熔融温度为970°C，所以加入能形成低熔点共熔物，降低熔融所需温度，减少能耗，D正确；   故选C。 【变式2】（25-26高一上·北京·期末）精炼铜产生的铜阳极泥富含、、等多种金属。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程，如下图所示。 回答下列问题： (1)金属活动性：_______(填“>”或“<”)。 (2)“浸出液1”中含有，“浸取1”过程发生反应的离子方程式为_______。 (3)“电沉积”步骤中，发生_______反应(填“氧化”或“还原”)转化为，生成的可循环利用。 (4)“沉金”步骤中，与产生的的物质的量之比为_______。 (5)(硫代硫酸钠)常用于定量研究。利用已知浓度的溶液可测定“浸出液1”中，主要步骤如下： i.取“浸出液1”，加热，使残余的完全分解； ii.调节步骤i所得溶液约为4，向其中加入过量溶液，发生反应为：； iii.向步骤ii所得溶液中加入淀粉溶液作指示剂，逐滴加入溶液至蓝色恰好消失，消耗溶液的体积为，发生反应为：。 ①配制溶液，需要称量固体的质量为_______(已知：的摩尔质量为)，配制该溶液所需的玻璃仪器有_______、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒。 ②“浸出液1”中为_______(用含，的计算式表示)。 ③若步骤i中未除去残余的，测定结果会_______(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。 【答案】(1)> (2) (3)还原 (4)3:4 (5) 0.79 500 mL容量瓶 偏大 【详解】（1）由金属活动性顺序可知，Cu的金属活动性强于Ag； （2）由分析可知，在浸取1过程中，Cu被溶解生成，Cu从0价升至+2价，中的O从-1价降至-2价，结合电荷守恒和质量守恒可写出该反应的离子方程式：； （3）中的Ag为+1价，在电沉积步骤生成的Ag单质为0价。该过程中Ag化合价下降，发生还原反应； （4）从图像可以看出，在沉金步骤中，转化为，N元素从-2价升至0价，被转化为Au，Au元素从+3价降至0价，结合电子守恒可知，与Au的物质的量之比为3:4，该反应化学方程式：； （5）要配制溶液需要使用500 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒。所需的物质的量，质量为； ②根据题干信息，步骤iii消耗的溶液的体积为，则该过程消耗的的物质的量为，结合与反应方程式可知该反应消耗的物质的量，即步骤i生成的物质的量，结合与反应方程式可知，。则浸出液中的浓度； ③与可以发生反应：。假如不除去残留的将会使步骤iii中消耗的的体积偏大，结合第②问中得出的关系式可知，当b偏大时，计算得出的也会偏大。 【变式3】下列金属中，工业上通常采用电解法冶炼的是 A．钠 B．铁 C．铜 D．汞 【答案】A 【详解】A．钠的性质活泼，通常采用电解熔融氯化钠的方法冶炼钠，A符合题意； B．铁的性质较活泼，通常采用热还原法制取，B不符合题意； C．铜的性质不够活泼，通常采用热还原法制取，C不符合题意； D．汞的性质不活泼，通常采用热分解法制取，D不符合题意； 故选A。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·北京卷，6，3分）下列方程式与所给事实不相符的是 A．用盐酸除去铁锈： B．用溶液除去乙炔中的 C．用乙醇处理废弃的 D．将通入水中制备硝酸： 【答案】B 【详解】A．铁锈的成分为Fe2O3·xH2O ，能溶于盐酸生成FeCl3和水，离子方程式为：Fe2O3·xH2O+6H+=2Fe3++(3+x)H2O，A正确； B．H2S为弱酸，离子方程式不能拆成离子，离子方程式为：Cu2++H2S=CuS↓+2H+，B错误； C． 乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气，化学方程式正确，C正确； D．NO2与水反应生成硝酸和NO，化学方程式正确，D正确； 答案选B。 2．（2024·福建卷，5，3分）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 【答案】C 【详解】A．机械粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，A错误； B．酸溶的过程中Al、Zn、Fe转化为对应的和离子，B错误； C．“碱溶”时根据产物中，存在反应：，故C正确； D．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．（2024·山东卷，14，3分）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 实验操作及现象 试管甲 滴加过量溶液并充分振荡，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 B．试管甲中沉淀的变化均体现了的氧化性 C．试管乙实验可证明与形成无色配合物 D．上述两个实验表明为两性氧化物 【答案】AC 【详解】A．Cu2O中滴加过量0.3mol/LHNO3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项正确； B．Cu2O与0.3mol/LHNO3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变现氧化性和酸性，B项错误； C．Cu2O中滴加过量6mol/L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项正确； D．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6mol/L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项错误； 答案选AC。 4．（2024·北京卷，18，12分）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)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)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是_______。 (3)矿石和过量按一定比例混合，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；和时，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 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是_______。 ②温度高于，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；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。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_______。 【答案】(1)增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分 (2) (3)随焙烧温度升高，生成的速率加快 发生分解生成难溶于水的 (4) (5)粗铜若未经酸浸，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+ 【详解】（1）黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分； （2）铵盐不稳定，易分解，分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为； （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，生成的速率加快，故铜浸出率显著增加； ②温度高于425℃，随焙烧温度升高，CuSO4发生分解生成难溶于水的CuO，铜浸出率降低； （4）加入置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为； （5）粗铜中含有杂质，加酸可以除，但粗铜若未经酸浸处理，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+，降低得到纯铜的量。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $