文档内容
第 4 讲 金属材料及金属矿物的开发利用
01 模拟基础练
【题型一】铜及其重要化合物
【题型二】金属材料及金属矿物的开发利用
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 铜及其重要化合物
1．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）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Cu (OH) CO
2 2 3
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
2．（23-24高三上·河南·阶段考试）实验室进行浓硫酸和铜反应的相关实验时，下列装置或操作错误的是
A B C
蒸发 溶液制
铜和浓硫酸反应 收集 并吸收尾气 测定剩余硫酸的浓度
备 固体
3．（2024·安徽滁州·一模）课外实验可以帮助我们更好地学习化学知识。金属活动性强弱的探究过程如
下，其中不正确的是(已知：白醋的水溶液显酸性，与稀盐酸的化学性质相似)A．实验一证明铁的金属活动性比铜强
B．实验二的现象是铜丝不断减少，表面有银白色固体析出，无色溶液变为黄色
C．实验一烧杯②中发生的是置换反应
D．实验过程中存在不规范操作
4．（23-24高三上·江苏·开学考试）铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分 Cu S)
2
可以用于制铜，反应为Cu S +O 2Cu+SO，制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu S与浓硝酸反应可得
2 2 2 2
Cu(NO )。Cu在O 存在下能与氨水反应生成[Cu(NH )]2+。Cu O加入到稀硫酸中，溶液变蓝色并有紫红色
3 2 2 3 4 2
固体产生，下列说法正确的是
A．电解精炼铜时阴极反应：Cu-2e-=Cu2+
B．Cu S与浓硝酸反应Cu S+6HNO (浓) 2Cu(NO )+2NO↑+H S↑+HO
2 2 3 3 2 2 2 2
C．Cu O溶于稀硫酸：Cu O+2H+=Cu+Cu2++H O
2 2 2
D．Cu在O 存在下与氨水反应：2Cu+8NH+O +4H+=2[Cu(NH)]2++2H O
2 3 2 3 4 2
5．（2024·广东汕头·二模）为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置
内氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置（试管底部有孔
隙）。下列说法错误的是
A．装置内发生的化学反应方程式为：
B．实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B
C．该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止
D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A6．（2024·湖南·二模）将含氧化铜的矿石与焦炭混合，在高温条件下可以冶炼金属铜，该冶炼方法属于
A．电解冶炼法 B．热还原法 C．热分解法 D．物理分离法
题型二 金属材料及金属矿物的开发利用
7．（2024·浙江·三模）下列物质不能用作金属冶炼还原剂的是
A．C B．CO C． D．S
8．（2024·河北张家口·三模）《天工开物》中记载了提炼金银的过程：“欲去银存金，则将其金打成薄
片，剪碎，每块以土泥裹涂，入坩埚中硼砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。”下列说法错
误的是
A．金的密度比银大 B．薄片的成分为金银合金
C．金银的延展性较好 D．硼砂的作用是使银被氧化
9．（2024·安徽滁州·一模）“中国制造”、“一带一路”的基础设施建设都需要用到大量钢铁。下列有关
钢铁的说法正确的是
A．钢是纯净物，生铁是合金 B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C．生铁的熔点比纯铁高 D．生锈的钢铁制品没有回收价值
10．（2024·安徽池州·二模）今年是我国传统文化中的龙年。龙的图腾最早可追溯到距今约6400年的仰韶
文化，仰韶文化中的龙是由贝壳拼成的蚌壳龙；距今约5000年的红山文化中，有龙形玉器；现发行的龙年
纪念硬币有金、银、合金等多种规格。以下说法正确的是
A．蚌壳的主要成分是硫酸钙，可用来烧石灰
B．玉是含水的钙镁硅酸盐，硬度大，不怕摔
C．合金属于金属材料，熔点一般低于各组分
D．“真金不怕火来炼”，是指金的熔点很高
11．（2024·湖南岳阳·一模）化学在科技强国中发挥着重要作用。下列有关叙述正确的是
A．铝合金中硬铝密度小，强度高，常用于制造飞机外壳
B．二氧化硅广泛用于航天器太阳能电池板
C．液氧甲烷运载火箭中的甲烷是烃的衍生物
D．医用无纺布防护服中常用聚乙烯作原料，聚乙烯属于天然纤维
12．（2024·浙江绍兴·三模）回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者能耗仅为后者的3%-5%，
下列说法不正确的是
A．铝制饮料罐的回收再利用可以节约大量能源，缓解能源紧张的问题
B．铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
C．硬铝的硬度大但强度较小，不适合制造飞机的外壳
D．电解熔融Al O 时加入冰晶石，目的是降低Al O 的熔化温度
2 3 2 313．（2024·湖南·模拟预测）某课外小组为探究金属铜的还原性，进行如下实验：①将金属铜投入用
酸化的 的 溶液中，现象不明显②将金属铜投入用盐酸酸化的 的
溶液中，铜粉溶解，溶液变为蓝绿色③将金属铜投入用 酸化的 的
溶液中，铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含 ]，无气泡生成。下列分析正
确的是
A．①说明 的 溶液不与铜粉反应
B．②证明氧化性 还原性
C．③中 的生成速率一定小于 被还原的速率
D．在①中加入少量绿矾，铜粉可溶解，溶液变为深棕色
14．（2024·广西贵港·模拟预测）镁及其合金是用途很广的金属材料。从海水中获取镁的主要步骤如图所
示：
下列说法错误的是
A．试剂①可以选用 (或 )，试剂②可以选用
B．操作Ⅱ是蒸发浓缩至有大量晶体析出、趁热过滤、洗涤、干燥
C．实验室熔融无水 (熔点： )时需酒精喷灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳等仪器
D．无水 电解生成镁的化学方程式为
15．（2024·辽宁朝阳·二模）钛铁矿( FeTiO )制取金属钛的流程如图所示(已知TiCl 为无色液体，极易水
3 4
解；Ti3+的还原性强于Fe2+)
下列说法正确的是
A．钛铁矿( FeTiO )中Ti的化合价是+3
3
B．氯化过程中反应2FeTiO+6C+7Cl 2FeCl +6CO+ 2TiCl
3 2 3 4C．镁与TiCl 置换时可以用氮气做保护气
4
D．制取金属钛时可以用Na与TiCl 溶液反应
4
16．（2024·广西河池·二模）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图所示。下列有关说法正确的是
A．不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料
B．吸收塔中发生的反应为
C．合成槽中发生的反应为
D．冰晶石可作为工业上电解熔融氯化铝制取金属铝时的助熔剂
17．（2024·山东聊城·三模）锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为 ，还含
有铁钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：
25℃时，部分物质的溶度积常数如下表所示。
物质 MnS CoS
回答下列问题：
（1）用硫酸浸取含锰矿石时，提高浸取速率的方法有 (写两种)。
（2）“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。
（3）滤渣1的主要成分是 ，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是 。
（4）当溶液中可溶组分浓度 时，可认为已除尽。“除杂2”步骤需要控制溶液的pH至少
为 (已知 )。
（5）“除杂3”步骤所得溶液中 ，则其 的范围是 。
（6）电解废液中还含有少量 ，向其中加入饱和 溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子
方程式为 。
18．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿
(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图：已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe O、Co O、CdO
2 3 2 3
（1）铜原子的价层电子排布图为 。
（2）“酸浸”中滤渣主要成分为 。
（3）“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释
产生此现象的原因： 。
（4）“β—萘酚净化除钴”先是NaNO 把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，Co3+与有机物发生化学反应生成
2
红褐色稳定鳌合物沉淀。写出Co2+被氧化的离子方程式： 。
（5）纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)，同
时负极材料晶胞的组成变化如图所示。
①充电过程中ZnS到LiZnS的电极方程式为 (x和y用具体数字表示)。
x y
②若LiS的晶胞参数为ann，则EF间的距离为 nm。
2
19．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）钽（Ta）和铌（Nb）为高新技术产业的关键元素，其单质的性质相似。
一种以花岗伟晶岩型铌钽矿（主要成分为 、 、 和少量的FeO、CaO、MgO等）为原料制
取钽和铌的流程如图一：
“浸取”后的浸出液中含有 、 两种二元强酸。
已知：①MIBK为甲基异丁基酮：② ， ， 。
（1）加快“浸取”速率可采取的措施是 。
（2）“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为 （填化学式），“浸取”时还会产生“废气”，“废
气”中除了挥发出的HF还可能有 （填化学式）。 与氢氟酸反应的离子方程式为 。
（3）“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定， （填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效
率更高。
（4）用金属钠还原 制取金属铌的化学方程式为 。
（5）钽形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率。TaAs的晶胞结构如图二所
示。诗写出As的配位数： 。晶体的密度为 （列出计算式，阿伏伽德罗常数的值为
）。
20．（23-24高三上·黑龙江·期末）HDS废催化剂是石油精炼加氢脱硫工序中产生的危险固体废弃物，但又
富含钼、镍等有价金属，是一种重要的二次资源。以下是工业从HDS中回收钼的工艺流程：
已知：①HDS废催化剂氧化焙烧转化成
②浸出渣的成分为 和 ，
③
（1）该流程中使用的能提高碱浸出率的措施为 ，操作1为 ，此操作在化学实验室
中用到的玻璃仪器有：玻璃棒、 、 。
（2）结合下图，碱浸时选择的最佳质量浓度 为 ，最佳浸出温度为 。
（3） 碱浸时有 生成，该反应的离子方程式为 。
（4）采用碳酸根型 萃取钼的反应为： 。参考有关
文献资料可知：一些阴离子被 萃取的顺序为 ，则加入 反萃取发生的化学方程式为： 。
反萃取后有机相为 型，加入氢氧化钠处理可实现萃取剂再生。
（5）该流程中可循环利用的物质为
（6） 经 还原可得钼粉，涉及的金属冶炼方法为 。
A．热分解法 B．热还原法 C．电解法
1．（2021·浙江卷）下列说法不正确的是
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
2．（2023·上海卷）战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器，青铜比纯铜更便于制成形态各异的容
器的原因是
A．熔点低 B．密度大 C．硬度大 D．不易被腐蚀
3．（2022·浙江卷）下列说法不正确的是
A．镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件
B．还原铁粉可用作食品干燥剂
C．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒
D．油脂是热值最高的营养物质
4．（2022·山东·高考真题） 是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)
的组成变化如图所示，晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是
A．每个 晶胞中 个数为x
B．每个 晶胞完全转化为 晶胞，转移电子数为8
C．每个 晶胞中0价Cu原子个数为
D．当 转化为 时，每转移 电子，产生 原子5．（2023·山东卷）一种制备 的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液 在3~4之间，反应Ⅲ需及时
补加 以保持反应在 条件下进行。常温下， 的电离平衡常数
。下列说法正确的是
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．低温真空蒸发主要目的是防止 被氧化
C．溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D．若 产量不变，参与反应Ⅲ的 与 物质的量之比 增大时，需补加 的量减少
6．（2023·全国卷）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物
进行C、H元素分析。
回答下列问题：
（1）将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先_______，而后将已称重的U型管c、d与石英管连
接，检查_______。依次点燃煤气灯_______，进行实验。
（2）O 的作用有_______。CuO的作用是_______(举1例，用化学方程式表示)。
2
（3）c和d中的试剂分别是_______、_______(填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是_______。
A．CaCl B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．NaSO
2 2 3
（4）Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：_______。取下c和d管称重。
（5）若样品CxHyOz为0.0236g，实验结束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的
相对分子量为118，其分子式为_______。
