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专题 13 金属材料及金属矿物的开发利用
（建议完成时间：45分钟 实际完成时间：_______分钟）
目 录
考点一 铜及其化合物的结构、性质及应用
考点二 铜及其化合物制备的工艺流程
考点三 金属矿物的开发利用
考点一 铜及其化合物的结构、性质及应用
1．（2023·湖北·统考二模）湖北随州出土的曾侯乙编钟属于青铜制品，先秦《考工记》记载：“金有六齐，
六分其金而锡居其一，谓之钟鼎之齐，……”。下列有关说法错误的是
A．青铜是一种铜锡合金
B．青铜硬度大但熔点比纯铜低
C．用硝酸处理青铜表面的铜锈[主要成分 ]
D．现代工艺采用电解精炼提纯铜，用粗铜作阳极
【答案】C
【解析】A．青铜是铜、锡合金，指青铜由铜、锡两种物质混合而成，故A正确；B．合金的硬度比纯铜
大，熔点比纯铜低，故B正确；C．铜可以和硝酸反应，不能用硝酸处理青铜表面的铜锈，故C错误；
D．电解精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，故D正确；故选C。
2．（2023·河北邢台·统考一模）中国古代涉及的“铜”文化丰富多彩。下列说法错误的是
A．“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定
B．诗句“庐山山南刷铜绿”中的“铜绿”借指的是 的颜色
C．铸造“铜钱儿”用的材料黄铜是单质铜
D．“石胆化铁为铜”中涉及金属键的断裂
【答案】C
【解析】A．“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁不活泼，化学性质比铁稳定，A正确；
B． “铜绿”的主要成分为 ，呈绿色，B正确；
C．单质铜呈紫红色，黄铜是铜锌合金、呈黄色，C不正确；D． “石胆化铁为铜”指铁和硫酸铜溶液发
生置换反应，铁属于金属晶体，反应中金属键断裂，D正确；答案选C。
3．（2023·上海·模拟预测）在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入物质X后铜粉逐渐溶解，X可能是
A．HCl B．Fe (SO ) C．KS D．FeSO
2 4 3 2 4
【答案】B
【解析】A．Cu的活泼性弱于H， 稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入HCl，铜仍然不溶解 ，故A
不选；B．铜能和Fe (SO ) 反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，所以铜能在Fe (SO ) 溶液中溶解 ，故B选；C．
2 4 3 2 4 3
在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KS，生成HS，铜粉仍不溶解 ，故C不选；D．向稀硫酸反
2 2
1
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！应加入FeSO 后，铜与FeSO 不反应，不能溶解铜，故 D不选；故选：B。
4 4
4．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）西汉东方朔所撰的《申异经·中荒经》：“西北有宫，
黄铜为墙，题曰地皇之宫”。文中“黄铜”主要成分是铜锌，含少量锡、铅等。下列说法错误的是
A．铜锈的主要成分为 ，俗称铜绿
B．相关金属元素还原性由强到弱的顺序为：Zn>Sn>Pb>Cu
C．黄铜制作的高洪太铜锣应保存在干燥处
D．用灼烧法可区别“黄铜”和黄金首饰
【答案】A
【解析】A．潮湿的环境中，Cu和CO、HO、O 反应生成Cu (OH) CO 而产生铜绿，故A错误；B．根
2 2 2 2 2 3
据金属活动性顺序表可知，金属活动性：Zn＞Sn＞Pb＞Cu,故B正确；C．潮湿的环境中，Cu和CO、
2
HO、O 反应生成Cu (OH) CO 而产生铜锈，所以用黄铜制作的高洪太铜锣应置于干燥处保存，故C正确；
2 2 2 2 3
D．Cu在加热的条件下和氧气反应生成黑色的CuO，Au在加热条件下和氧气不反应，所以可以采用灼烧
的方法区分黄铜和黄金首饰，故D正确；故选：A。
5．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）10℃时，分别向4支小试管中滴加8滴1mol/LCuSO 溶液，
4
再分别向其中滴加2mol/LNaOH溶液，边滴加边振荡，实验数据及现象如下表：
试管编号 1 2 3 4
12 16
滴加NaOH溶液的量 2滴 6滴
滴 滴
立即观察沉淀的颜色 浅绿色 浅绿色 蓝色 蓝色
酒精灯加热浊液后沉淀的颜色 浅绿色 浅绿色 黑色 黑色
取浅绿色沉淀用蒸馏水反复洗涤，加入稀盐酸完全溶解，再加入适量BaCl 溶液，产生大量白色沉淀。取
2
蓝色沉淀重复上述实验，无白色沉淀。经检验，试管3、4中黑色沉淀中含有CuO。
下列说法不正确的是
A．由实验现象可知浅绿色沉淀中可能含有碱式硫酸铜
B．CuSO 溶液与NaOH溶液反应时，其相对量不同可以得到不同的产物
4
C．试管3、4中的固体在加热过程中发生了反应：Cu(OH) CuO+HO
2 2
D．取浅绿色沉淀再滴加适量NaOH溶液后加热仍不会变黑
【答案】D
【解析】A．取浅绿色沉淀用蒸馏水反复洗涤，加入稀盐酸完全溶解，再加入适量BaCl 溶液，产生大量白
2
色沉淀说明溶液中含有硫酸根离子，则浅绿色沉淀中可能含有碱式硫酸铜，故A正确；B．由实验数据及
现象可知，硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的相对量不同，反应得到沉淀的颜色不同，说明相对量不同可以得
到不同的产物，故B正确；C．由实验数据及现象可知，试管3、4中硫酸铜溶液与过量氢氧化钠溶液反应
生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，反应的化学方程式为Cu(OH)
2CuO+HO，故C正确；D．由实验数据及现象可知，向浅绿色沉淀中滴加氢氧化钠溶液发生的反应为碱式
2
硫酸铜与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和硫酸钠，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，故D错误；故选
D。
6．（2023·福建福州·福州三中校考模拟预测）某同学进行如下实验：
实验 实验现象
溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气
ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀
泡时，铜粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色
取饱和 溶液，加入少量固体
ⅲ 无明显变化
和铜粉
下列说法不正确的是
A． 氧化性的强弱与其浓度大小有关
B．ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释
C．ⅰ中余液呈酸性的主要原因是
D．用一定浓度的 与 也能使铜粉溶解
【答案】C
【分析】i.将铜粉加入试管中，再加入稀HNO，稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜，溶液变蓝，开始产生
3
无色气体，无色气体又变为红棕色；铜粉有剩余，溶液为酸性；ii.继续向i中试管加入少量固体NaNO ，
3
由于铜粉剩余，溶液为酸性，加入硝酸钠，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜，
产生无色气体，无色气体又变为红棕色，同时可知推论i中的酸性是硝酸有剩余；iii.饱和Cu（NO ） 溶液，
3 2
加入少量固体NaNO 和铜粉，三者不反应，无明显变化；
3
【解析】A．由i、ii分析可知i还有硝酸剩余，不能将铜全部溶解，故硝酸氧化性和浓度有关，A正确；
B．i、ii铜粉减少的原因均为硝酸和铜发生了氧化还原反应，能用相同的离子反应
解释，B正确；C．由i、ii分析可知i还有剩余氢离子，不能说明余
液呈酸性的主要原因是铜离子水解所导致，C错误；D．硝酸根离子在酸性条件下具有强化性，可以将铜
氧化，故用一定浓度的HSO 与NaNO 也能使铜粉溶解，D正确；故答案选C。
2 4 3
7．（2023·山东·日照一中校联考模拟预测）铜及含铜微粒的价荷图如图所示。下列推断不合理的是A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B． 转化成 需要加碱
C．在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D．b具有还原性
【答案】D
【解析】A．根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是Cu2+、b是 、c是 、d是 。a中Cu
元素为+2价，在酸性条件下，HO 氧化Cu变为Cu2+，A正确；B．由图可知， 转化为
2 2
需要碱性条件，B正确；C． 中Cu元素为+1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成+2价的铜和单
质铜，C正确；D． 中铜元素为+3价具有强氧化性，D错误；故选D。
8．（2023·山东淄博·校联考二模）探究铜与硝酸反应的生成 时的硝酸浓度。如图所示，先通 一段
时间后关闭活塞K，将铜丝伸入溶液中，当A中气体变为无色时，上提铜丝，再将B中溶液稀释至 ，
取 ，用 的 溶液滴定至终点时消耗 (忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变
化)。下列说法正确的是
A．可用盛有 溶液的洗气瓶进行尾气吸收
B．铜与硝酸反应主要生成 时的硝酸浓度不大于
C．若不通 ，可能导致所得实验结果偏高
D．若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉 的干扰)进行求算，所得实验结果偏低
【答案】D
【分析】A瓶中的反应为4HNO(浓)+Cu=2NO ↑+2H O+Cu(NO )。B中发生的反应为
3 2 2 3 2
3NO +H O=2HNO +NO。用0.20molL−1的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00mL，即
2 2 3
n(NaOH)=0.20×15.00×10-3mol=3×10-3mol，有关系式为NaOH~HNO 则B瓶中产生的n(HNO)= 3×10-
⋅ 3 3
3mol×10=3×10-2mol，又3NO ~2HNO 则A瓶中产生的NO 为3×10-2mol× =4.5×10-2mol。由关系式得
2 3 2
4HNO(浓)~2NO 则消耗的浓硝酸为4.5×10-2×2=9×10-2mol。
3 2
【解析】A．NaOH溶液不能直接与NO反应，所以它不能吸收尾气，A项错误；B．溶液中剩余的硝酸浓
度为 。但当反应产生无色NO气体时停止反应，即硝酸浓度
大于8molL−1也产生了NO，B项错误；C．若不同如N，B瓶中NO也转变为HNO，从而导致消耗的
2 3
⋅HNO 偏大，A中剩余HNO 偏低，结果偏低，C项错误；D．当A中气体变为无色时停止反应，产生NO
3 3
的浓度应该比A瓶的大。所以直接测定A瓶中的酸可能导致结果偏低，D项正确；故选D。
9．（2023·湖北荆门·荆门市龙泉中学校联考二模）某小组同学通过实验研究FeCl 溶液与Cu粉发生的氧化
3
还原反应。实验记录如下：
序
I II III
号
实
验
步
骤 充分振荡，加入 充分振荡，加入2mL
充分振荡，加入2mL蒸馏
2mL蒸馏水 蒸馏水
水
实
铜粉消失，溶液黄色 铜粉有剩余，溶液黄色 铜粉有剩余，溶液黄色褪
验
变浅，加入蒸馏水后 褪去，加入蒸馏水后生 去，变成蓝色，加入蒸馏水
现
无明显现象 成白色沉淀 后无白色沉淀
象
下列说法不正确的是
A．实验I、II、III中均涉及Fe3+被还原
B．对比实验I、II说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C．实验II、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D．向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
【答案】C
【分析】Cu和FeCl 溶液反应生成FeCl 和CuCl ，若铜过量，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后生成白色沉淀，
3 2 2
可能是发生了反应：CuCl +Cu=2CuCl↓，据此分析解答。
2
【解析】A. 实验I、II、III中的现象为溶液黄色变浅或溶液黄色褪去，说明Fe3+被Cu还原，故A正确；B.
对比实验I、II，实验I加入少量铜粉，铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；实验II加入
过量铜粉，铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后生成白色沉淀；说明白色沉淀的产生与铜粉的量有
关，故B正确；C. 对比实验II、III，参加反应的Fe3+的量相同，则生成的Cu2+应相同，但由于实验II生成
CuCl，所以加入蒸馏水后c(Cu2+)不相同，故C错误；D. 实验III溶液为蓝色，含有Cu2+和过量的铜，向实
验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀CuCl，故D正确。故答案选C。
10．（2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考模拟预测）2.28 g铜镁合金完全溶解于75 mL密度为1.40 g/mL、
质量分数为63%的浓硝酸中，得到 和 的混合气体1680 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入
l.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到3.81 g沉淀，下列说法正确的是
A．该合金中，镁的物质的量为0.03 mol
B． 和 混合气体的平均相对分子质量约为55.2C．得到3.81 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为900 mL
D．该浓硝酸中 的物质的量浓度为12.0 mol/L
【答案】B
【分析】设铜、镁的物质的量分别为x、y，则①64x+24y=2.28，②98x+58y=3.81，解得x=0.03mol，
y=0.015 mol，混合气体的物质的量= ，设NO、NO 的物质的量分别为a、b，根据
2 4 2
氧化还原反应中得失电子数相等：2×(0.03+0.015)=2a+b，a+b=0.075，则a=0.015mol，b=0.06mol，
c(HNO )= ，硝酸的物质的量n(HNO)=14.0
3 3
mol/L×75mL÷1000=1.05mol。
【解析】A．由分析可知，该合金中，镁的物质的量为0.015 mol，A错误；B． 和 混合气体的摩
尔质量约= ，其平均相对分子质量约为55.2，B正确；C．沉淀达最大时，
溶液中只有硝酸钠，根据原子守恒：n(NaOH)=n(HNO )-（2a+b）=1.05mol-0.09mol=0.96mol，氢氧化钠溶
3
液体积为960mL，C错误；D．c(HNO )= ， D错误；故选B。
3
考点二 铜及其化合物制备的工艺流程
1．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）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“过量酸”是指稀硝酸
B．气体A是Cl，将亚铁离子氧化为铁离子
2
C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO+2Fe3++3H O=2Fe(OH) ↓+3Cu2+
2 3
D．从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶
【答案】C
【分析】因为要制备硫酸铜，则过量酸为稀硫酸，废铜粉(含有少量氧化铁)加过量稀硫酸，氧化铁溶于硫
酸生成硫酸铁和水，Cu和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，得到硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸混合溶液，混
合溶液通入气体A将亚铁离子氧化为铁离子，调pH=4将铁离子转化为氢氧化铁，然后过滤除去，固体B
可为CuO或氢氧化铜等，滤液C为硫酸铜溶液，将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得
到硫酸铜晶体。
【解析】A．过量的酸应为稀硫酸，不适合用稀硝酸，原因是引入硝酸根杂质，A错误；B．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，防止引入氯离子杂质，B错误；C．加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋水解平衡正向移动，转变为氢氧化铁沉淀而
除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH) 或Cu (OH) CO，加CuO时离子方程式为3CuO+2Fe3+
2 2 2 3
+3H O=2Fe(OH) ↓+ 3Cu2+，C正确；D．从溶液中冷却结晶是得到硫酸铜晶体，D错误；选C。
2 3
2．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）一种利用废铜渣(主要成分CuO，及少量 、
等杂质)制备超细铜粉的流程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B．若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
C．“沉铜”发生的反应为复分解反应
D．“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子： 、 、
【答案】D
【分析】废铜渣(主要成分CuO，及少量 、 等杂质) “酸浸”时CuO、少量 与HSO 反应生成
2 4
硫酸铜、硫酸铁，SiO 不溶于HSO ，所以滤渣的成分是SiO，滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3+，铜离子
2 2 4 2
转化为 ，所得滤液通二氧化硫沉铜，过滤出产生的CuNH SO 沉淀，加稀硫酸转化，+1价铜发
4 3
生歧化反应，得到铜离子、和Cu。
【解析】A． 据分析，“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO，A错误；B． 若向“沉铁”后所得滤液中加
2
入乙醇，析出的深蓝色晶体为 ，B错误；C． “沉铜”时含有 和过量氨水的混
合溶液中通入二氧化硫生成CuNH SO 沉淀，铜元素化合价降低，则发生氧化还原反应，不为复分解反应，
4 3
C错误；D．转化时，CuNH SO 在稀硫酸中发生歧化反应，得到铜离子、和Cu，结合元素守恒可知，
4 3
“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子： 、 、 ，D正确；答案选D。
3．（2023·山东济宁·统考一模）碱式碳酸铜[Cu (OH) CO]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑
2 2 3
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
D．可用盐酸和 溶液检验“滤液”中是否有
【答案】B
【分析】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。
【解析】A．加热的温度为70oC，可选用水浴加热，A正确；B．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；C．由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为 等，C正
确；D． 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；故选B。
4．（2023·海南海口·海南中学校考二模）纳米氧化亚铜(Cu O)是一种用途广泛的光电材料，以主要成分为
2
CuFeS 的黄铜矿(含有杂质SiO)为原料制取纳米Cu O的一种工艺流程如图所示：
2 2 2
请回答下列问题：
(1)“滤渣1”中含有硫单质及 。
(2)“调pH”的过程中也能用 (写出一种物质即可)来代替CuO，要使Fe3+完全沉淀，则溶液的pH
至少为 (已知该工艺条件下K [Fe(OH) ]≈8×10-38，Kw≈1×10-14，lg2≈0.3，化学上认为当离子浓
sp 3
度小于1×10-5mol·L-1时沉淀完全)。
(3)现代工业也可用铜作电极，电解食盐水制备Cu O，写出：a．阴极的电极反应式为 ；b．制
2
备氧化亚铜的化学方程式为 ；c．电解过程中Cl-的浓度 。(填“变小”“变大”
“不变”)
【答案】(1)SiO
2
(2)碳酸铜等 3.3
(3)2H++2e- = H ↑ 2Cu+H O Cu O+H↑ 变大
2 2 2 2
【分析】黄铜矿主要含有CuFeS(Fe为+3价)，杂质SiO，经过预处理后加入硫酸铁溶液浸泡，Cu由+1价
2 2
升高到+2价，黄铜矿中的-2价的硫升高到0价，黄铜矿中+3价的铁以及加入的+3价的铁被还原为亚铁离
子，发生反应的离子方程式为：CuFeS+4Fe3+═5Fe2++Cu2++2S↓，过滤除去SiO 和S沉淀，然后，向滤液中
2 2
加入硫酸，通入氧气，氧化亚铁离子为铁离子，再加入CuO，调节溶液的pH，使铁离子完全沉淀，过滤
除去，向滤液加入氢氧化钠和葡萄糖溶液，进行热还原，生成纳米氧化亚铜，据此分析作答即可。
【解析】（1）结合分析可知，“滤渣1”中含有硫单质及SiO，故答案为：SiO；（2）结合分析可知，调
2 2节pH的试剂可以消耗氢离子，并且不引入杂质，可以选用氧化铜、碳酸铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜，故
可以替换，要使Fe3+完全沉淀，对应Fe3+浓度为1×10-5mol•L-1，c(OH-)= =2×10-
11mol•L-1，对应pOH=-lg2×10-11=10.7，则pH=14-pOH=3.3，故答案为：碳酸铜等；3.3；（3）a．电解NaCl
溶液时阴极为氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e- = H ↑；b．用铜做电极，阳极为Cu失电子生
2
成Cu O，制备氧化亚铜的化学方程式为2Cu+H O Cu O+H↑；c．电解过程中水减小，则Cl-的
2 2 2 2
浓度变大。
5．（2023·北京东城·北京五十五中校考模拟预测）氯化亚铜( )广泛应用于冶金工业，也用作催化剂和
杀菌剂。以硫化铜精矿为原料生产 的工艺如下：
已知： 难溶于醇和水，溶于 较大的体系 ，潮湿空气中易水解氧化。
(1)步骤1是“氧化酸浸”的过程，该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，化学方程式是 。
(2)步骤2是溶解过程，溶解时反应的离子方程式 。
(3)步骤3为主反应， 的沉淀率与加入的 的量关系如图所示。
①反应的氧化产物是 ；②比较 相对大小：A点 C点(填“>”、“<”或“=”)；
③提高C点状态混合物中 沉淀率的措施是 ；(4)步骤4进行的实验操作是 ；(5)
洗涤过程中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”，理由是 。用乙醇洗涤的目的是 。
(6)产品纯度测定：称取 产品a g于锥形瓶中，加入足量的酸性 溶液使其充分溶解，然后用
标准溶液滴定 ，消耗 溶液b mL。(本实验中 的被还原为 ，不与
产品中杂质和 反应)。
① 溶于 溶液的离子方程式是 。
②产品中 (摩尔质量为99g/mol)的质量分数为 。
【答案】(1)(2) (生成 也给分)
(3) 或 > 加水稀释
(4)过滤
(5) 具有强氧化性会把 氧化 去除 固体表面的水，防止其被空气氧化
(6) (或 )
【分析】根据流程图，HO 在酸性条件下将CuS中的S2-氧化生成S单质，其反应方程式为：
2 2
CuS+HSO +H O=CuSO+S+2H O，CuSO 被还原生成Cu单质；利用硝酸根在酸性条件下具有强氧化性，
2 4 2 2 4 2 4
可氧化Cu单质生成Cu2+，溶液中加入(NH )SO 和NH Cl发生氧化还原反应生成CuCl沉淀，过滤得到的
4 2 3 4
CuCl经硫酸酸洗后再用乙醇洗涤，经干燥得到CuCl，据此分析解答。
【解析】（1）步骤1是“氧化酸浸”的过程，该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，，说明生成硫酸铜和硫
单质，HO 在酸性条件下将CuS中S2-氧化成硫单质，其反应方程式为
2 2
CuS+HSO +H O=CuSO+S↓+2H O。
2 4 2 2 4 2
（2）步骤2是溶解过程，利用硝酸根在酸性条件性具有强氧化性，可溶解Cu生成氧化产物Cu2+，硝酸根
被还原成NO或NO ，则溶解时反应的离子方程式为 或
2
。
（3）①步骤3为主反应，涉及反应为：2Cu2++ +2Cl-+H O=2CuCl↓+ +2H+，反应中S元素化合价由
2
+4价升高为+6价，被氧化，氧化产物为 或(NH )SO ；②随着氯化铵浓度不断增大，亚铜离子的沉淀
4 2 4
率由低到高后又有所下降，则B点之前Cu+过量、且Cu+与Cl-形成CuCl的沉淀，B点时恰好沉淀完全得，
B点之后，c(Cl-)增大，部分CuCl(s)溶解： ，故A点铜元素主要存在形式为Cu+与
CuCl，B点铜元素主要存在形式CuCl，C点铜元素主要存在形式为 与CuCl，则 相对大小：
A点＞C点；③B点之后，c(Cl-)增大，发生 ，部分CuCl(s)溶解，沉淀减少，若加
水稀释，减少c(Cl-)，平衡左移，则提高C点状态混合物中 沉淀率的措施是加水稀释；（4）步骤4把
氯化亚铜沉淀分离出来，则进行的实验操作是过滤；（5）洗涤过程中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”，
理由是：硝酸具有强氧化性，可氧化CuCl，所以洗涤过程中不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”。已知
难溶于醇，在潮湿空气中易水解氧化，则用乙醇洗涤 的目的是：去除 固体表面的水，防止
其被空气氧化。
（6）① 溶于 溶液的离子方程式是 。
②产品纯度测定时存在关系式， ，消耗 标准溶液b mL，则产
品中 (摩尔质量为99g/mol)的质量分数为
考点三 金属矿物的开发利用1．（2023·湖南·校联考模拟预测）中国“天向一号”探测器用于火星探测，搭载全球最先进的三结砷化镓
太阳能电池阵为其提供动力，一种从砷化镓废料(主要成分为 ，含 、 、 等杂质)中回
收单质镓和砷的化合物的工艺流程如图所示：
已知：①“碱当”时
中Ga以 的形式进入溶液。
②Ga与Al位于同一主族，性质相似，向 溶液中通入 ，有 沉淀析出。
③离子完全沉淀时的pH： 为8， 为5.6。
下列说法正确的是
A．“碱浸”时， 发生的离子方程式为
B．“滤渣①”的成分为 ， ，“滤渣③”的成分为
C．“调pH①”时，为使得杂质离子沉淀完全，可通入过量的
D．“系列操作”为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】A
【分析】砷化镓废料粉碎增大碱浸速率，加氢氧化钠和过氧化氢， 和 溶解生成 、 和
， 、 不溶于碱，“滤渣①”为 、 ，滤液通 可以得硅酸，除去硅元素，
滤液再通 可以将 转化为 ，过滤，滤液为 ，经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到
， 沉淀加 溶液生成 溶液，通电电解得到镓单质。
【解析】A．“碱浸”时 中Ga以 的形式进入溶液，As会被 氧化生成 ，根据
得失电子守恒和电荷守恒、原子守恒得出反应的离子方程式为
，故A正确；B．根据分析可知， 、 不溶于
溶液，“滤渣①”的成分为 、 ，向含有 、 和 的溶液中，先通入
先得硅酸沉淀，除去硅元素，然后再通 可以将 转化为 ，“滤渣③”的成分为 ，
故B错误；C．通入过量的 ，会使 过早沉淀下来，使产率降低，故C错误；D．滤液为
，析出带结晶水的晶体要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可以得到
，故D错误；答案选A。
2．（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）第二周期元素及其化合物应用广泛。锂可用作电极材料；铍
和铝性质相似，BeO可用于制作坩埚；氨硼烷( )是一种固体储氢材料，可与水在催化剂作用下生
成 和 ，碳能形成多种氧化物，金星大气层中含有的 能与 反应生成 ，是二元弱酸，有还原性，可与多种金属离子形成沉淀或络合物；聚四氟乙烯材料可制作酸碱通用
滴定管的活塞及化工反应器的内壁涂层。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A．金属Li密度小，可用作电极材料
B．BeO硬度大，可制作耐高温的坩埚
C． 有还原性，可用作沉淀剂、络合剂
D．聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀，可制作滴定管活塞
【答案】D
【解析】A．金属Li用作电极材料在于Li具有导电性而不是因为密度小，A错误；B．BeO可制作耐高温
的坩埚在于其熔点高，化学性质稳定，与硬度大无关，B错误；C． 可用作沉淀剂、络合剂在于
可与多种金属离子形成沉淀或络合物，与有还原性无关，C错误；D．聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀故可
制作滴定管活塞，D正确。故选D。
3．（2023·山东德州·统考二模）四氟硼酸锂( )化学性质稳定，可用作锂电(心脏起搏器电池等)或二次
锂离子电池电解液导电盐。其制备流程如图所示，下列说法错误的是
A．“不溶颗粒”主要成分为
B．实验室中模拟工艺流程时反应器3不能选用三颈圆底烧瓶
C．反应器2中反应为
D．粗产品经过负压下浓缩、冷却结晶即可得到纯净的四氟硼酸锂
【答案】D
【分析】LiCO 料浆中通入CO 反应生成LiHCO ，经过过滤操作分离出不溶颗粒LiCO，向LiHCO 溶液
2 3 2 3 2 3 3
中加入HF反应生成 ，再将 与HBO 溶液反应生成 粗产品；
3
【解析】A． 为微溶物，则“不溶颗粒”主要成分为 ，A正确；B．反应3为 与
HBO 反应生成 ，HF会腐蚀玻璃，则不能选用三颈圆底烧瓶，B正确；C．据分析可知，反应器2中
3
反应为 ，C正确；D．四氟硼酸锂( )化学性质稳定，不需要经过负
压下浓缩、冷却结晶，D错误；故选D。
4．（2023·河北邯郸·统考一模）“太空金属”钛广泛应用于新型功能材料等方面，工业上用钛铁矿(主要
成分是TiO，含少量FeO和Fe O)冶炼金属钛的工艺流程如图所示，下列说法正确的是
2 2 3A．基态钛原子核外有4个未成对电子
B．金属Mg与TiCl 可在氮气气氛条件下进行反应
4
C．步骤II加热可促进TiO2+的水解
D．步骤III中可能发生的反应为TiO+2Cl+C TiCl +CO
2 2 4
【答案】C
【分析】钛铁矿(主要成分是TiO，含少量FeO和Fe O)加硫酸酸浸，浸出液中含铁离子、亚铁离子和
2 2 3
TiO2+，加适量铁发生还原，将铁离子转变为亚铁离子，蒸发浓缩冷却结晶提取出绿矾晶体，滤液经加热
TiO2+水解得TiO·H O，分解得到粗TiO 后，加焦炭、氯气反应得到TiCl ，用Mg还原得到Ti。
2 2 2 4
【解析】A．基态钛原子核外电子排布式为 ，有2个未成对电子，A错误；B．Mg为活泼金属，
能与 、 、 、 等物质发生反应，故金属Mg与 必须在稀有气体氛围条件下进行反应，B
错误；C． TiO2+会水解，步骤II加热可促进TiO2+的水解，C正确；D．方程式未配平，步骤III中可能发
生的反应为TiO+2Cl+2C TiCl +2CO ，D错误；答案选C。
2 2 4
5．（2023·福建·统考模拟预测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是
A．在室外大雪的时候 可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热
B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加
C． 为半导体，可做新型太阳能电池主要材料
D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料
【答案】A
【解析】A．氯化镁可以用作融雪剂，原因是雪-氯化镁混合物的熔点低于雪的熔点，使雪能够在比正常情
况更低的温度下就能融化，故A错误；B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加，增强不锈钢的耐腐
蚀性，故B正确；C． 为半导体，作为光电极很稳定，制作简单，可做新型太阳能电池主要材料，故
C正确；D．氧化镁的熔点高，常在工业生产中常用作耐火材料，故D正确；综上所述，答案为A。
6．（2023·全国·模拟预测）实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图甲所示，反应过程中铬元素的
化合价变化如图乙。已知：深蓝色溶液中生成了CrO。
5下列说法正确的是
A．0～5s过程中，发生的离子反应为：
B．实验开始至30s，溶液中发生的总反应离子方程式为
C．30～80s过程中，Cr元素被氧化，可能是溶解的氧气和剩余的HO 所致
2 2
D．0s～80s时，溶液中含铬微粒依次发生氧化反应、还原反应和氧化反应
【答案】C
【解析】A．0～5s过程中，溶液中Cr元素的化合价都呈+6价，发生的离子反应为：
，A不正确；B．实验开始至30s，溶液中 →CrO→Cr3+，HO
5 2 2
作还原剂，失电子生成O 等，发生的总反应离子方程式为 ，B
2
不正确；C．30～80s过程中，Cr元素由+3价升高到+6价，失电子被氧化，由Cr3+转化为 ，可能是
溶解的氧气和剩余的HO 所致，C正确；D．0s～80s时，溶液中含铬微粒转化过程中Cr元素化合价变化
2 2
为：+6→+6、+6→+3、+3→+6，依次发生非氧化还原反应、还原反应和氧化反应，D不正确；故选C。
