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第 10 讲 金属材料及金属矿物的开发利用
第一部分：高考真题感悟
1．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本
草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加
热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe O
2 3
2．（2020·海南·高考真题）向CuSO 溶液中滴加氨水至过量，下列叙述正确的是
4
A．先出现沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液
B．离子方程式为Cu2+ + 4NH ·H O = [Cu(NH )]2+ + 4H O
3 2 3 4 2
C．Cu2+与 NH 中的氮原子以π键结合
3
D．NH 分子中∠HNH为109º28ˊ
3
3．（2020·全国·高考真题）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则
成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是
A．胆矾的化学式为CuSO
4
B．胆矾可作为湿法治铜的原料
C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
4．（2020·全国·高考真题）宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿
色来自孔雀石颜料(主要成分为Cu(OH) ·CuCO)，青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为Cu(OH) ·2CuCO)。下
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列说法错误的是
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D．Cu(OH) ·CuCO 中铜的质量分数高于Cu(OH) ·2CuCO
2 3 2 3
5．（2022·全国·高考真题）二草酸合铜(Ⅱ)酸钾( )可用于无机合成、功能材料制备。实验室
制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：Ⅰ.取已知浓度的 溶液，搅拌下滴加足量 溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过
滤。
Ⅱ.向草酸( )溶液中加入适量 固体，制得 和 混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分
析。
回答下列问题：
(1)由 配制Ⅰ中的 溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
(2)长期存放的 中，会出现少量白色固体，原因是________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为 ，写出反应的化学方程式________。
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入 应采取________的方法。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 O 16 Cu 64
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2021·河北高三二模）后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的铜制礼器，享有“镇国之宝”的美誉。
下列相关说法错误的是
A．后母戊鼎由铜合金制成
B．后母戊鼎的熔点高于纯铜C．碱式碳酸铜可用于干法炼铜
D．废弃铜制品属于可回收垃圾
2．（2021·河北衡水中学一模）CuSO 在电镀、印染、颜料、农药等方面应用广泛。某实验小组用28. 8 g
4
红色固体a(只含Cu或Cu O中的一种)制备胆矾的路线如下：
2
红色固体a 蓝色溶液+红色固体b 蓝色溶液 胆矾
下列推断正确的是
A．红色固体a可能是Cu
B．反应I中参与反应的HSO 的物质的量为0.2 mol
2 4
C．试剂X一般选择稀盐酸和稀硝酸的混合物
D．步骤III一般在坩埚中加热并灼烧
3．（2021·内蒙古呼和浩特·一模）向27.2g Cu和 的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完
全反应，得到标准状况下8.96L NO和 的混合气体及 溶液。在所得溶液中加入1.0 的
NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g．下列有关说法不正确的是
A．Cu与 的物质的量之比为2：1
B．硝酸的物质的量浓度为2.4
C．Cu、 与硝酸反应后剩余 为0.2mol
D．标况下，产生 的体积为6.72L
4．（2021·陕西宝鸡·一模）宝鸡是青铜器的故乡，青铜是我国较早使用的金属材料，下列与铜有关的说法
正确的是
A．青铜的主要成分为铜、锌合金，博物馆中贵重青铜器常放在银质托盘上
B．铜的氧化物有CuO和Cu O，它们在稀硫酸中反应原理相同
2
C．《本草纲目》中载有一药物，名“铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，则铜青就是青铜
D．《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，是古代湿法炼铜的方法，胆矾可作为湿法炼铜的原料
5．（2022·贵州毕节·二模）明代宋应星著《天工开物》记载：“凡铜供世用，出山与出炉止有赤铜。以炉
甘石或倭铅掺和，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜；广锡掺和为响铜；倭铅
和写为铸铜。初质则一味红铜而已”。下列说法错误的是A．青铜的硬度大于纯铜
B．黄铜为铜铅合金，制造锣类乐器一般用黄铜
C．在炉甘石(主要成分ZnCO )上滴加稀盐酸有气体放出
3
D．CuSO ·5H O 失去结晶水变为CuSO 的过程是化学变化
4 2 4
6．（2021·广东·石门中学模拟预测）工业上用某种氧化铝矿石(含Fe O 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图：
2 3
对上述流程中的判断正确的是
A．试剂X可以是氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．工业上可采用Fe还原Al O 的方法制Al，但成本较高
2 3
C．反应II中CO 可以用CHCOOH溶液代替
2 3
D．反应I中的反应为：CO＋2AlO ＋3HO＝2Al(OH) ↓＋CO
2 2 3
7．（2021·全国·模拟预测）某地区已探明蕴藏着丰富的赤铁矿(主要成分为 ，还含有 等杂质)、煤、
石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立
焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成一定规模的工业体系。下列说法错误的是
A．甲、乙、丙、丁相应工厂的名称依次为焦化厂、发电厂、炼铁厂、水泥厂
B．以赤铁矿为原料，高炉炼铁过程中得到生铁的化学方程式为
C．利用生石灰吸收燃煤产生的酸性气体 ，可以减少酸雨的形成
D．炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料
8．（2022·北京市第五中学三模）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；至不再产生气泡时，铜
ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀
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
9．（2022·山东淄博·三模）由工业废铜泥(主要成分为 、 、 ，含少量Fe)制备难溶
于水的氯化亚铜，其工艺流程如图。下列说法错误的是
A．灼烧时可将CuS、 等转化为CuO
B．除杂②过程中还需加热
C．流程中可循环使用的物质有 、
D．还原中的反应为
10．（2022·江苏·模拟预测）由海绵铜(主要含 和少量 )制取氯化亚铜( )的流程如下：
已知：氯化亚铜微溶于水，不溶于稀酸，可溶于 浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。下列关于说法正确的是
A．“溶解”时，硫酸是氧化剂、 是还原剂
B．“还原”时，反应的离子方程式为：
C．“过滤”时，可以搅拌加速滤液与 的分离
D．“酸洗”时，最适宜选用的是稀硫酸
11．（2022·上海·模拟预测）测定Cu（NO ）•nH O的结晶水含量，下列方案中肯定不可行的是（
3 2 2
）
A．称量样品→加热→冷却→称量CuO
B．称量样品→加热→冷却→称量Cu（NO ）
3 2
C．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量
D．称量样品→加NaOH→过滤→加热→冷却→称量CuO
12．（2020·陕西·绥德中学模拟预测）将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，
产生标准状况下11.2L的NO和NO 的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH
2
溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO 。下列说法不正确的是
3
A．标准状况下，通入的O 体积为5.6L
2
B．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0mol
C．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO
2
D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1
二、主观题（共3小题，共40分）
13.（2022·全国·模拟预测）（12分）黄铜矿( )是一种较常见的铜矿物，产地遍布世界各地。在工业
上是炼铜的主要原料，用于湿法炼铜时可同时生产铜、磁性氧化铁和固体物质X，流程如图所示：
(1) 中S的化合价为_______。
(2)试剂Ⅰ为 溶液，写出反应Ⅰ的离子方程式：_______。(3)常温下，在反应Ⅱ中，已知 溶液中 平衡浓度为 ，溶液pH为11，可产生 沉
淀时的最小 浓度是_______。(已知 的 ， 的电离常数 ，
)
(4)操作Ⅰ需使用到的玻璃仪器有_______。
(5)固体X为_______(写名称)，写出它的一种用途：_______。
(6)反应Ⅳ的化学方程式为_______。
14.（2021·山东·滕州市第一中学新校高三期中）（14分）铜是人类最早发现的金属，也是人类广泛使用的
一种金属，其化合物的应用广泛，硫酸铜是制备其他含铜化合物的重要原料，同石灰乳混合可得波尔多液，
用作杀菌剂。CuBr用作有机合成原料和反应催化剂等。
Ⅰ. 某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。
(1)甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO，其猜想可用化学方程式表示为：Cu+H SO
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_______。
(2)乙同学认为：黑色固体除CuO外，还可能含有Cu S和CuS，其理由可能是_______(填序号)。
2
a．Cu S和CuS都是黑色的
2
b．Cu与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O
2
c．浓硫酸是氧化剂，Cu是还原剂，Cu的化合价升高与S的化合价降低有多种可能
Ⅱ.实验室中可利用无水硫酸铜、溴化钠为主要原料制备溴化亚铜，制备流程如图：
回答下列问题：
(3)制备CuBr的反应在装置乙中进行，向其中加入CuSO 和NaBr配制成的150mL水溶液，然后通入足量
4
的SO (部分夹持及加热装置已略去)。
2①写出装置乙中发生反应的离子方程式：_______；该反应需保持反应液在60°C，最佳加热方式为_______，
Cu2+、Br－反应完毕的标志是_______。
②丙中倒扣的漏斗可防止液体倒吸，下列装置中不能防止液体倒吸的是_______(填标号)。
a. b. c. d.
(4)洗涤CuBr沉淀时可采用SO 的水溶液而不采用蒸馏水，其目的是_______。
2
15．（2021·全国·高三专题练习）（14分）孔雀石的主要成分为Cu （OH）CO（含少量FeO、Fe O、
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SiO）。某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾，并测定所得胆矾中结晶水的含量。实验步骤如下：
2
（提供试剂：NaOH溶液、 HO 溶液、 CuO 、NaCO）
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完成下列填空：
（1）孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为________。
（2）按试剂加入顺序，w所代表的试剂依次为__________。沉淀B的成分为_______。
（3）a操作依次为：加热蒸发、_______、过滤、洗涤、__________。除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一
玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_________。
（4）欲检验溶液A中Fe2+的试剂是___________（选填序号）。如果测定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制
某标准溶液，请简述配制中“定容”的操作：_____。
a NaOH（aq） b Na CO（aq） c 淀粉KI（aq） d 酸性KMnO （aq）
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（5）在测定所得胆矾（CuSO ·xH O）中结晶水x值的实验过程中，若测定结果的实验误差为1.5%，可能
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的原因是_______________。
a 加热温度过高 b 胆矾晶体的颗粒较大c 加热后放在空气中冷却 d 加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
